汽车悬架装置试验台控制系统的研究
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第" A 卷! 第
D 期
车技术与研究
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汽车悬架装置试验台控制系统的研究
唐! 岚! 陈! 羽中
! 西华大学交通与汽车工程学院" 四川成都! A #$%%D I
对汽车悬架试验台控制系统进行研究" 设计振动频率和振动幅值的控制系统! 并采用摘! 要!
使汽车悬架试验台的频率和幅值能满足实验要求" K R A B %编制控制软件!
汽车悬架#试验台#振动检测#控制系统关键词!
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汽车悬架装置检测台主要采用的是谐振!! 目前"
技术" 通过振动的自然衰减情况评估悬架装置对振动的吸收率%经试验台的计算机系统处理得出该汽车悬架装置性能的评价结果&根据检测参数的不同可分为两种$测力式和测位移式&虽然机械式悬架试验台价格较低" 结构简单" 易于使用" 但毕竟功能单一" 无法满足对悬架进行深入分析的要求&因此" 开发出一种既能满足研究要求" 价格又相对低廉的汽车悬架装置试验台系统就具有重要的现实意义&
振动" 且扫频时间不能控制&为了能对振动频率和振动幅值进行控制" 在原试验台增加了调节装置" 新系统不仅保留原系统所有功能" 还可对左’右轮的振动频率和振动幅值进行控制" 通过对左’右轮振动的不同组合来模拟实际的路面输入" 从而使新系统满足汽车悬架装置特性检测的要求&
0! 试验台的改造
0/. ! 试验台振动频率的控制
采用交流变频调速来改变电动机的转速" 从而实现试验台振动频率的改变&异步电动机的转速公式$
##(! #$b ) T 9$b ) U $. T . $! $!
式中! U ) ) ) 电动机极对数%) ) ) 转差率%) ) 电) 9$) 源频率" \^改变电源频率9$就可改变电动机的转速&变频调速平滑" 既可连续调节" 调速范围又大" 可达$" j $&本文所用试验台的电机为四极电极" 功率为DZ W &在实际使用中主要是低频振动部分" 频率范围主要在%! 有时要到" #" 这B #! #%\^%%\^样电动机的转速范围主要在$(#! D%%%-2(. &因此要求变频器的变频范围在%&所以选B #! $%\^用了两台三菱]适用电机容量Q :N #! %变频调速器" 为D 变频范围为%B CZ W " B #! ! %%\^采用开环控制系统" 其原理如图" 所示&
计算机. ->(? 卡. -变频器. -试验台. -振动频率
图" ! 频率开环控制原理图
. ! 测力式机械式悬架性能试验台
德国R N _O O R ? Q &\有限公司生产的测力式悬
架性能检测试验台是通过测力" 然后定义出相对接地性来评价的&结构简图如图$所示&试验工作原理为$电动机通电旋转" 带动偏心凸轮转动" 使激振台振动" 电动机达到额定转速后断电" 此时激振台在旋转惯量的带动下产生一个从高频到低频的扫频振动过程! #&在这个扫频振动过程中" 测出" D ! %\^力的变化曲线" 并与静态时轮胎对地面的力进行比较" 进而判断悬架性能的好坏&当激振频率与悬架固有频率重合时" 便会发生共振" 从而通过力的信号可测出共振频率" 并得出力的衰减情况&
图$! 试验台架结构简图
但是由于此试验台采用的是感应式电动机" 转速不可改变" 所以试验台的振动频率是不可以改变的&又由于凸轮偏心距不可改变" 所以试验台的振幅也是不可以改变的&这样的试验台的功能较单
万方数据一" 只能分别对左’右车轮进行由高频到低频的扫频
控制软件开发采用K 系统界面友R A =%语言"
好" 操作方便" 功能强大&控制界面如图D 所示&通过设定变频器的工作模式" 可以分别或同时控制左’右振动台%通过设定电机转向’振动台振动方式以及频率大小等参数" 来控制变频器输出不同的电源频率" 使激振电机以不同的转速旋转" 从而使振动台产生不同频率的振动&而且还可以实现对左’右振动台的振动频率进行任意控制" 通过对时间参数的设
! 第D 期唐! 岚等#汽车悬架装置试验台控制系统的研究
$C
!
定! 可以实现对扫频时间的控制"
动函数库可用于二次开发" 本控制程序可以实现
左(右振动台振幅的分别或同时控制" 通过设定左(右步进电机的转向来实现. 正转时$的增大或减小#
由%式可得振幅增大’反转时. 可. " &$减小! $增大!
得振幅减小" 通过对行进位置参数的设定实现. $在一定范围内%的连续变化! 通过对速度%B #! " 倍&
参数的设定来实现这一变化过程的快慢控制! 从而实现对左(右振动台的振幅在一定范围内进行任意调节"
图D ! 实验系统控制界面
0/0! 试验台振动幅值的控制
为了能够实现振幅调节! 对原试验台设计了一套机械式运动调节机构! 并由步进电机来控制行程! 从而改变试验台的振动幅值" 改进后的试验台结构简图如图! 所示" 其原理如下#设$点由于激振装
车轮的位移为H 则可得#置产生的位移为H $! " !
$$$%&H H . . " . . /H " $T " $即H " T %" $&$
图A ! 悬架试验台振幅控制界面
1! 结束语
为了验证本控制系统的功能! 进行了实验验证" 图C (图J 是由加速度传感器拾取信号! 采样频率为" %%\^时采集到的两组振动波形" 利用信号分析
软件对这两组实验数据进行分析! 其结果如图I ! $" 所示" 可以看出两组振动的频率和振幅均发生了变化! 从而证实了试验台的振动频率和幅值确实
图! ! 改进后的试验台振幅控制系统结构示意图
得到了控制! 也验证了本控制系统的可行性"
由于H $就等于原试验台激振器的振动幅值且
不可改变! 故H $是定值" 通过步进电机来控制位置
就可控制H 从而实现了使振动. $的变化! " 的变化!
台产生不同振幅的振动" 在改进设计中! 振幅的振动范围在原振幅的%并且在B #! " 倍之间连续变化!
振动台与车轮的接触板上装有直线弹簧作为导向装置! 使车轮在接触板上的任意位置! 振动都不会受到阻碍"
步进电机的控制采用>P V D %%运动控制卡来实现" >P V D %%运动控制卡是基于U V 机_O ? 总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元! 它与U V 机构成主从式控制结构’U V 机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作’>P V D %%卡完成运动控制的所有细节" 控制系统的开环控制原理图如图#所示"
计算机. -步进试验台>P V D %%
. -. -. -振幅调节
运动控制卡电机%运动放大机构图#! 振幅开环控制原理图
图C ! 输入振动波形图
图J ! 输出振动波形图
悬架试验台振幅控制程序的开发也采用用户界面如图A 所示" >P V K R A B %! D %%控制卡运万方数据
!!!
! 下转第! $页"
! 第D 期
陈巧凤(谈电焊机的触电危险及安全防范措施
! $!
须有良好的防护罩! 防止人体意外触及" 如果防护
罩是金属材料! 必须防止防护罩和接线端口的接线柱#金属导线碰触或连接! 以免防护罩带电"
$%电焊机二次电缆线必须绝缘良好! 不能有#
裸露现象" 二次电缆线应按国家标准M R#%$D D &
其绝缘电阻不得小于$P %! 并应具有良好J #选用!
的导电能力! 线芯应用多股细铜线! 并且轻便#柔软#便于操作’其截面积应根据使用的焊接电流与电缆线的长度的不同来确定! 以防在使用中因为过热而烧毁绝缘层’电缆线一般长度宜" 太长会%! D %2! 增大电压降! 太短则不利于操作" 工在使用焊机作业前! 应检查焊机各部位安全性能
是否良好! 如有损坏应修理或更换" 使用中若发现火线发烫等! 必须更换大型号电缆! 以防火线烧损" 电焊机使用完毕! 应切断电源! 擦净各种电缆并盘绕放好! 应检查设备安全措施是否完善! 包括焊机接线柱两侧防护罩"
$%电焊工劳保用品必须穿戴齐全" 焊接作业D
人员应保证工作服#绝缘鞋#绝缘手套#防护面罩#遮光镜片质量合格! 性能达到国家标准要求" 这是防止电击#电烧伤#皮肤金属化#电光眼#电烙印和机械性伤害等的最基本和最有效的措施"
1! 预防触电的安全管理措施
为了防止二次线触电事故! 必须在管理上采取切实有效的预防措施(
$%必须建立健全电焊机的使用#保管#维修责$任制! 确保设施完好"
$%电焊工必须严格执行电焊机使用规定" 焊"
@! 结束语
手工电弧焊作业! 在生产过程中若失去对能源
转化的控制#防护和强化管理! 必然发生触电伤害事故" 通过了解其危害! 采取预防触电技术措施并加强安全管理! 对遏制事故的发生有非常重要的意义"
收稿日期! . 00B B @:B . :
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图I ! 输入振动数据$%$
图$%" ! 输出振动波形$"
参考文献!
) *何均正B 自动控制原理) 重庆(重庆大学出版社! $P *=
图$%%! 输出振动波形$$
$I I ! B A
) *蒋斌B K 北京(电子工业出版" () 7+/R +) (; 程序设计) P *=
社! " %%%B $"
) *悉德昌! 赵钦B 振动台及振动试验) 机械工D P *B 北京(
业出版社! $I J #B $%
) *张志涌! 刘瑞桢! 杨祖樱B 掌握和精通P? ! &L ? R ) P *=
北京(北京航空航天大学出版社! $I I C B J
) *鲍晓峰B 汽车实验与检测) 北京(机械工业出版#P *=
社! $I I #B "
) *余志生B 汽车理论$第三版%) 机械工业出版A P *B 北京(
社! $I I J B "
) *康华光! 陈大钦B 电子技术基础) 高等教育C P *B 北京(
出版社! $I I J B J
收稿日期! 0B B @:B 1:0@
%图$$! 输入振动数据$"
另外! 本系统的闭环控制系统的研究正在进行中" 待完成后! 可以根据反馈量对系统振动情况进行实时控制与调整! 本系统将更加完善"
万方数据