[NI技术]使用NIC系列模块对轿车底盘系统性能参数的快速采集.doc

[NI技术]使用NI C系列 I/O模块对轿车底 盘系统性能参数的快 速采集  快速转向过程中的测 试曲线 Author (s): 刘 杨铭 - 周 胜斌 - 一. 引言  前期工程师主要通 过个人经验对车辆性 能进行估计，无法得 到精确车辆性能数 据。随着传感测试技 术、计算机信息处理 技术等相关学科的进 一步发展，工程师可 以根据不同需要在车 上布置不同的传感器 和测试设备，精确得 到车辆性能数据，进 而对性能值进行分 析，以帮助工程师对 汽车性能进行准确的 改进，使得汽车性能 开发由粗放的主观估 计到精确的客观测试 方向逐步发展。 - 刘 杨铭, The Challenge: 随着市场竞争的激烈 和对造车理念的深入 理解，汽车公司仅仅 造出满足市场基本需 求的轿车已无法适应 更高层次的竞争和其 自身高品牌的建立。 为了持续提高车辆品 质，对车辆的开发已 由满足基本需求转变 为对性能的追求，进 而提升汽车品牌价 值，这其中对汽车底 盘性能的开发尤为重 要。采用NI C系 列I/O 模块，可 以根据汽车工程师需 要，对轿车底盘性能 如转向力、车速、油 液压力、油液温度等 进行快速且同步的采 集，为轿车底盘性能 的开发进而对提升汽 车品牌价值提供有效 帮助。 The Solution: 基于NI 丰富的C 系列I/O模块，外 接适用于轿车特殊环 境要求的传感器，利 用NI Labview编写 一套轿车底盘性能参 数采集系统，同时结 合NI Labview提供 的大量经典数据处理 VI如滤波、求导等 对数据进行实时分 析，并将采集与分析 得到的数据以一定格 式存储于电脑中，为 轿车底盘性能开发提 供数据支持。  随着市场竞争的激烈 和对造车理念的深入 理解，汽车公司仅仅 造出满足市场基本需 求的轿车已无法适应 更高层次的竞争和其 自身高品牌的建立。 为了持续提高车辆品 质，对车辆的开发已 由满足基本需求转变 为对性能的追求以提 升品牌价值，这其中 对轿车底盘性能的开 发提升尤为重要。 前期工程师主要通过 个人经验对车辆性能 进行估计，无法得到 精确车辆性能数据。 随着传感测试技术、 计算机信息处理技术 等相关学科的进一步 发展，工程师可以根 据不同需要在车上布 置不同的传感器和测 试设备，精确得到车 辆性能数据，进而对 性能值进行分析，以 帮助工程师对汽车性 能进行准确的改进， 使得汽车性能开发由 粗放的主观估计到精 确的客观测试方向逐 步发展。 二. 测试系统的设 计背景与设计原则 目前，市场上针对轿 车底盘的测试设备已 较多，但因轿车底盘 形式的多样性以及试 验目的的的多样性， 目前市场上已有的测 试设备还不能完全满 足工程师的要求。例 如，汽车转向性能是 汽车底盘性能中的一 项重要性能，但目前 市场上还没有成熟的 专门针对轿车上的液 压助力转向系统各项 性能进行采集的产 品。为了得到性能数 据，汽车工程师需要 自己搭建底盘测试系 统。 由于汽车底盘系统测 试的特殊性，汽车工 程师需要一种能快速 改变通道数和同时读 取多种物理参数的测 试系统，这主要表现 在：汽车底盘系统性 能物理参数种类较 多，例如有温度、压 力、应力、速度、加 速度、位移、角速度 等；工程师需要采集 的参数数量也差别较 大，例如为了采集底 盘零部件应力需要布 置30个以上的通 道，而采集转向力仅 需2个试验通道。为 了支持上述不同的测 试目的，通常需要开 发针对性的测试软 件，但汽车工程师通 常不是专业的软件工 程师，无法编制复杂 的数据采集软件，因 此测试系统需要有一 种相对简单容易入门 的采集软件。 三. 测试系统的总 体设计 根据不同的目的，底 盘系统需要测试的性 能参数数量较多，本 文主要以转向力测试 为例说明测试系统的 总体设计和详细设 计。 测试系统主要包括以 下两部分： 1）硬件部分，包括 ①传感器子模块：通 过传感器将各性能物 理值转换为电信号； ②数据采集模块：实 现对传感器输入的模 拟信号进行滤波、调 理及模拟信号转为数 字信号； 2）软件部分：实现 读取硬件部分输出的 数字信号并根据需要 对信号进行滤波、分 析，同时按照一定格 式将信号存储于计算 机硬盘中。 其功能示意图如图1 所示：  1/4  图1 转向测试系统 功能示意图 四. 测试系统的详 细设计说明 1. 硬件部分 在轿车上，使用光学 车速传感器采集车速 信号，在方向盘处布 置力矩方向盘采集转 向力矩和转角信号。 根据需要工程师还可 以增加或减少传感 器，例如为了考察转 向油液压力和温度对 转向力的影响，额外 增加压力传感器和温 度传感器。针对不同 类型的传感器，选用 合适的采集设备和方 案，主要包括以下C 系列采集模块： NI-9203为8 通道模拟电流采集