第6期(总第199期)
机械工程与自动化
2016年12月
MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION
D
文章编号:1672-6413(2016)06-0165-02
基于 LABVIEW的EPS性能试验台测试系统的研发
刘明远,林慕义
(北京信息科技大学机电工程学院,北京100192)
摘要:采用 LABVIEW编程语言,配合研华数播采集卡以及多种传感器,建立电动助力转向性能试验台测试
系统。实时采集输入转矩、输出转矩、转向盘转角和助力电流信号;信号通过誌波后存储并显示;实时输出
电压信号以控制
磁粉制动器模拟多种转向阻力加载形式。利用某型号EIS系統进行试验,结果验证了该测
试系统的有效性。
关键词:电动助カ转向; LABVTEV;测试系统
中图分类号:TP273
文献标识码:A
0引言
1.2工作原理
电动助力转向( Electric Power Steering,简称
通过PCI-1780数据采集卡采集増量式光电编码
EPS)性能试验台是集机械、电子液压和计算机技术为器的信号,并传输到工控机进行数据处理并记录,从而
体的自动化试验系统り,利用EPS性能试验台可对获得方向盘位置。利用信号发生器向FPS控制器发
FPS进行全面研究与开发,在缩短研发周期的同时提出0Hz~100Hz的频率信号来模拟车速信号。通过
升EPS的各项性能
PCI-1711U数据采集卡采集电位计式
扭矩传感器、霍
LABVIEW( Laboratory Virtual Instrument Engi-尔电流传感器模块以及数字扭矩传感器的信号,并传
neering Work bench,实验室虚拟仪器工作平台)是一输到工控机进行数据处理与记录。利用工控机控制
种基于图形化的、用图标来代替文本行创建应用程序PCI-1711U板卡向WLKB控制器发出0V~5V电压
的计算机编程语言2。利用 LABVIEW编程语言设计信号,控制磁粉制动器的输人电流,从而实时控制阻力
EPS性能试验台測试系统,不仅可以摆脱传统測量仪力矩。由24V车载电池向被測EPS控制器供电,由
器的限制、提高测量效率,而且还能实现测量数据的实直流稳压电源向数字扭矩传感器供电。通过Lab
时显示与记录,对研究EPS系统性能、设计EPS控制VIEW软件编制测试系统程序,实现上述信号的实时
器具有重要的参考意义。本文采用研华数据采集系统采集、处理、记录、显示以及控制。
卡与 LABVIEW软件搭建了试验台数据采集系统
方向盘
试验台测试系统的建立
参考《
汽车电动助力转向装置技术条件与台架试
增量式光
方向盘
验方法》(征求意见稿)的相关要求,针对循环球式
178?
电编码器
转角信
数娼
EIS进行性能试验台测试系统的设计,可完成相关试
电位计式扭矩
方向盘
验。EIPS性能试验台硬件组成与连接如图1所示
传感器
转矩信号
1.1硬件设计
电动助力转向
EPS性能试验台由试验台架部分和上位机组成。
空制器
控
电流
电机电流
试验台架部分包括被测EPS系统、各类传感器、信号
电』助力电机
传感器
信号
发生器、阻力矩加载装置以及电源。各类传感器分别
循环球式转向器
1711
为增量式光电编码器、电位计式扭矩传感器、霍尔电流
传感器模块以及数字扭矩传感器;阻力矩加载装置由
减速机构、磁粉制动器以及 WEKB控制器组成;电源
扭矩传感器
阻力矩
信号
包括24V车载蓄电池和直流稳压电源。上位机由两
电
WLKR
位机
源L磁粉制动器一控制器
阻力知
块研华数据采集卡(PCI1711U和PCI1780)、工控机
控制信号
机连接
电气连接
和显示器等组成
试验台架
信号采集与控制电源供电
图1EPS性能试验台硬件组成
米国家白然科学基金资助项日(51275053)
收稿凵期:2016-03-21;修订期:2016-09-20
作者简介?唠j0-)?男?东济宁人?在读硬士研究生?研究方向:电动助力转向系统。
166
机械工程与自动化
2016年第6期
试验台測试系统的软件实现
置面板、电流传感器设置面板、保存路径设置面板以及
利用 LABVIEW编程语言设计EPS性能试验台扭矩加载设定面板。通过对传感器进行标定,调整
测试系统,不仅可以摆脱传统测量仪器的限制、提高测各传感器设置面板上的参数以及按钮,保证试验系统
量效率,而且还能实现测量数据的实时显示与记录。采集的数据更接近真实值。利用扭矩加载设定面板设
程序设计流程图如图2所刀
置扭矩的输出形式及大小。根据试验条件自定义不同
参数设置与传感器标定
的保存文件名,可为不同试验条件下进行的试验建立
开始程序□
单独的数据保存文件,以便进行数据处理。各试验选
传感器信号采架→关闭来集卡
项卡包括一个特性曲线显示图和两个数据波形
试验数据处理、记录
图
通过特性曲线图观察该试验的试验结果,为
开启并初如
化采集卡
实时显示与实时控制[结束程序
研究被测EPS系统提供依据;两个数据波形图分别记
N
武验结枣
Y
录了特性曲线的横、纵坐标数据随时间的变化,便于观
察每个数据的变化趋势。
图2试验台软件设计流程图
测试系统试验分析
根据试验要求设计的测试系统前面板如图3所
木文以某EPS系统作为被测系统进行测试,该
示,它由参数设置选项卡、输入输出特性试验选项卡
ES系统供电电源24V,其控制电机是直流永磁式有
助力电流特性试验选项卡和空载转动力矩试验选项卡刷电机,将被测EPS置于试验台架上,输入力矩与电
组成。参数设置选项卡包括增量式光电編码器标定面
板、电位计式扭矩传感器设置面板、数字扭矩传感器设机电流试验曲线图如图4所示。
比京信息科技大学电动助力转向性能试验台测试系统
增量式光电编码器
电位计把短传感器
扣矩加载设定
戦笔对れ正特角连反转角速度种感成描加矩位报杆刚度
压生此逝
助力电流
数学矩使标をPo
教字传"采终阻丸矩
三三量
<
输入力矩
转表计歎器1值计数器2
电流传器
c.001.c0310.c0
出互通
20253
电說虽分屯流
?.2立約?な?言?もええ感?す1
归
t/s
图3试验测试软件界面
图4输入力矩与电机电流试验曲线图
从图4中可以看出:当输人力矩的数值大于3Nm参考文献
电机助力电流才出现变化,此时电机开始作用提供[1]郭艳玲,武志明,李志鹏,等,电动助力转向器试验台使件
助力。整个曲线大致反映了无助力、助力变化、助力较
系统研究[].节能技术,2014(1):65-69.
稳定3个区间段情况78。由于人工输入信号存在
2」刘海泉,肖世德,陈钟.基于 LA
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