设计简介
摘 要
底盘测功机是一种不解体检验车辆性能的研发检测设备，采用现代电测和计算机技术，仿真模拟各种路面行驶阻力，能很好的改善试验人员的试验环境,消除了试验重复性，显著缩短了试验周期，在某些方面可获得精度更高、更全面和更深入的试验结果。本设计的主要目的是开发适用于节油车性能测试的底盘测功机，为节油车的开发研究提供试验平台。
文章首先介绍了背景及其意义、底盘测功机的发展情况及其主要工作方向；在此基础上对底盘测功机的结构进行了设计，分析节油车路面阻力, 建立了底盘测功机动力学模型；选择了交流发电机作为底盘测功机的加载装置，并建立了交流电力测功机的控制模型，设计了底盘测功机的测量和控制系统：脉宽调制(PWM)系统，该系统为底盘测功机提供制动力，以确保正确加载，模拟道路工况。设计基于PID的阻力加载智能控制算法，通过PID来改善控制系统的快速性和降低超调量，降低控制系统的稳态误差。
最后对底盘测功机的测控软件进行了设计。以先进的测试理念“软件即仪器”为指导，软件的设计结合高内聚低耦合的开发思想，基于NI公司GUI高级编程工具LabVIEW设计软件平台，针对测功机对象开发各子模块。其子模块可以方便移植应用到其他的领域中。并且界面美观，对话性强，操作方便，能很好的对系统进行实时监控以及各性能参数的显示。
关键词：底盘测功机；LabVIEW；节油车；交流发电机；PID控制
ABSTRACT
Chassis dynamometer，a test equipment without disassembly, adopt technology of modern electrical measurement and computer to simulate all the driving resistance . It can improve the pilot’s test environment．The method can eliminate no needing research factors，shorten notability the trial period，and can acquire more accurate，more entire and more in-depth test result in some aspects．And the design’s aim is to develop Fuel-efficient car chassis dynamometer and service for the research and development the Fuel-efficient car．
In the paper, the background and its significance, the test technology and its development，the source of the program，research aims and the direction of the program are introduced firstly．On the basis，the author establishes dynamical model of chassis dynamometer and analyses chassis dynamometer road resistance simulated loading principle ,designs the construction of chassis dynamometer, and selects AC motor as the load equipment，and establishes、the control model of AC electronic dynamometer, and establishes the measurement and control system：PWM system，this system offered the chassis dynamometer braking force，to make sure loading correctly and simulate the road condition．The intelligent system based was designed for simulation ofloading resistance．Though PID control to improve the system speed and reduce the overshoot， to reduce the steady error ofthe system．
Finally, desiens the software of chassis dynamometer, based on the advanced test concept “software is apparatus”, software follows the design principle of low poly high coupling．Measure & Control system platform is designed based on GUI advanced programming tools—NI LabVIEW． Beautiful interface，strong dialogue，convenient operation，complete real—time monitoring system，show engine erformance parameters.
Key words: chassis dynamometer; LabVIEW ;Fuel-efficient car; AC motor; PID control
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 底盘测功机发展现状、趋势及应用 2
1.3 HLJITD60底盘测功机研究目的和意义 3
1.4 中国节能竞技大赛及节油车介绍 3
1.5 设计的主要内容 5
第2章 底盘测功机的结构设计 6
2.1 底盘测功机概述 6
2.1.1 底盘测功机的基本结构 6
2.1.2 底盘测功机的工作原理 7
2.2 HLJITD60底盘测功机总体布置 8
2.3滚筒装置设计 8
2.3.1 滚筒参数选择与校核 8
2.3.2 滚筒轴承的选择与校核 9
2.4 加载装置的选型 10
2.4.1 测功机的类别 10
2.4.2 各类测功机的比较 12
2.4.3 加载装置的最终选型 13
2.4.4 交流异步测功机测功原理 14
2.5 升速器设计 15
2.5.1 传动比的计算 15
2.5.2 计算传动装置的运动和动力参数 15
2.5.3 齿轮参数的计算与校核 16
2.5.4 轴的设计与校核 18
2.5.5 轴承的选择与校核 21
2.6 惯性模拟装置设计 22
2.6.1 汽车功率平衡方程 22
2.6.2 惯性飞轮系统参数的确定 23
2.7 其它装置的设计与选择 23
2.7.1 夹紧装置的设计 23
2.7.2 风机的选择 23
2.8 本章小结 24
第3章 底盘测功机测试系统硬件设计 25
3.1 测试系统硬件设计基本原则 25
3.2 测试系统硬件总体设计 25
3.2.1 测试系统结构组成 25
3.2.2 工作原理 25
3.3 数据采集单元 27
3.4 励磁电流控制装置 28
3.5 传感器的选择 29
3.5.1 传感器的选择原则 29
3.5.2 速度传感器的选择 29
3.5.3 拉压传感器的选择 30
3.6 本章小结 32
第4章 底盘测功机阻力模拟 33
4.1 设计所需使用的节油车参数的确定 33
4.1.1 车轮转动惯量的测量 33
4.1.2 节油车车身迎风面积的计算 34
4.2 节油车在道路上的行驶阻力分析 34
4.2.1 节油车的驱动力 34
4.2.2 节油车行驶阻力 35
4.2.3 节油车道路行驶方程的建立 36
4.2.4 A、B、C 待定系数的确定方法 36
4.3 节油车在底盘测功机上的行驶阻力分析 37
4.4 底盘测功机电模拟模型的建立 38
4.5 本章小结 39
第5章HLJITD60底盘测功机系统软件设计 40
5.1 虚拟仪器概述 40
5.2 Labview软件介绍 41
5.3 软件总体设计 42
5.4 数据采集模块设计 42
5.4.1 模拟量输入 42
5.4.2 数字量输入 43
5.5 数据处理模块设计 44
5.6 PID控制模块设计 44
5.7 PWM输出模块设计 47
5.8 系统标定 48
5.8.1误差分析 48
5.8.2系统标定 49
5.9 本章小结 50
结论 51
参考文献 53
致谢 54
