虚拟仪器技术的汽车驱动电机控制器测试平台设计【字数：17226】

虚拟仪器技术的汽车驱动电机控制器测试平台设计[160515202932667x]

随着时代进步、技术发展，汽车越来越普及，但能源问题和环保问题日益尖锐，因此采取节约能源、提高能量转换的效率和开发新能源等措施来改善能源短缺、环境污染的问题迫在眉睫。其中，以燃料电池和混合动力技术为代表的新能源汽车产业得到迅速的发展，具有广阔的市场前景。新能源汽车所具有的高能量利用率的优点，对提高汽车行业的经济性和环保性具有重要意义。而电机控制器作为汽车驱动电机系统的关键，如果该控制器的功能出现不稳定或无法正常工作，则电机将无法准确及时的输出动力。目前，新能源汽车部件生产过程中驱动系统方面的性能测试所存在的操作复杂、准确度和效率低等问题，因此，非常有必要设计出一种驱动电机控制器测试平台，在电机控制器出厂前对其质量检测和功能测试，用以确保控制器的功能稳定和正常工作。本论文针对新能源汽车电机驱动系统中控制器驱动板的质量及功能进行测试实验论述。方案设计了基于LabVIEW的新能源汽车驱动电机控制器测试平台，可以实现对该控制器驱动板的各项性能测试。主要工作内容如下首先，通过测试大纲对驱动器驱动板功能进行需求分析，确定所需采集的参数，明确需要进行测试的项目。本方案设计确定使用虚拟仪器技术作为本测试系统的开发环境，其编程环境为美国NI公司的LabVIEW。其次，从硬件设备方面阐述了整个测试系统的架构，分别说明了主要设备或模块在整个硬件测试系统中的具体功能，并最终将之整合成为一个统一协作的硬件测试平台。再次，从各设备间的总线通讯方面介绍了软件的实现，包括NI USB 8473 CAN通信卡和NI PCI-6509数据采集卡等，同时阐述了软件的设计界面和程序编写。通过对系统中各个仪器在整个测试过程中的叙述和分析，最终得出使上位机有效且通用化的设计方案，模块化设计程序，实现预期功能。最后，通过上电检测、运行调试，进而实现驱动板的信号测试，验证本测试系统可以有效的完成驱动板测试的任务。
目录
1 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.2 课题的目的和意义 1
1.2.1 课题目的 1
1.2.2 课题意义 2
1.3 课题研究的基础、现状和趋势 3
1.3.1 自动测试系统概述  *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$ 
3
1.3.2 虚拟仪器概述 4
1.3.3 虚拟仪器技术构成 4
1.4 课题研究的主要内容 4
2 汽车驱动电机控制器测试平台总体设计 6
2.1测试需求 6
2.1.1 产品介绍 6
2.1.2 需求分析 6
2.2 总体方案设计 7
2.3 测试方法 8
3 硬件设计 11
3.2 工控机 12
3.2 数字I/O卡 13
3.2.1 板卡概述 13
3.2.1 信号连接 14
3.2.3 数字滤波 15
3.3 数字万用表 15
3.4 可编程电源 17
3.5 数字存储示波器 18
3.6 通讯 19
CAN通讯 19
3.7 治具 20
3.8 电路设计 22
3.8.1 主电路 22
3.8.2 数字I/O卡接线电路 23
3.8.3 CAN卡接线电路 24
3.8.4 电子负载接线电路 25
3.8.5 数字万用表接线电路 25
3.8.6 示波器接线电路 26
3.8.7 直流电源接线电路 26
4 软件设计 28
4.1 软件系统总体设计 28
4.1.1 用户界面 29
4.1.2主程序 30
4.2 软件系统模块设计 30
4.2.1 全局路径 30
4.2.2 CAN通讯 31
4.2.3 仪器设备初始化 31
4.2.4 测试程序 32
4.2.5 生成报表 33
5 调试及结果 35
5.1调试方案 35
5.1.1硬件调试 35
5.1.2软件调试 36
5.1.3 操作方法 36
5.2 调试结果 37
5.3 数据记录 37
6 总结与展望 39
6.1 课题总结 39
6.2 个人展望 40
6.3 行业发展与环境保护 40
致谢 42
参考文献 43
1 绪论
1.1课题研究的背景
随着经济的高速发展，汽车在人们生活中越来越普及，它在为人们的生活提供便利的同时也引发了能源环保方面的严峻问题。传统的内燃机汽车的污染和能耗问题随着其人均拥有量的增加越发凸显,汽车尾气所导致的光化学烟雾污染正在给人们的生活带来危害。
石化资源作为不可再生能源，对于我国而言，能源问题是影响整个国家经济命脉和社会稳定的大问题。从我国目前已探知的石化资源来看，在不远的未来我国就会面临能源短缺的危机。因此，在我国大力推进新能源开发的背景下，清洁低污染的新能源汽车最终将取代传统的内燃机汽车。
我国汽车市场当前对新能源汽车的需求逐渐扩大，社会方面有很多针对新能源汽车行业发展的支持和鼓励政策。市场的认可是我国新能源汽车行业拥有较为良好发展前景的先决条件，但行业长久可持续的发展，其本质还是需要在技术革新上不断努力。驱动电机控制器保证驱动电机高效的安全运行成为了增强新能源汽车续航能力和安全性的重要手段，因此，研发生产出功能稳定优越的新能源驱动电机控制器则是新能源汽车动力性能的一大保障。
新能源汽车市场的迅猛发展，促进了驱动电机市场的扩大。从整个汽车工业生产来看，我国驱动电机取得了较为长足的进步，能够自主开发出满足多类新能源汽车需求的产品。但某些部分性能指标与国外先进水平相比仍存有一定差距。
1.2 课题的目的和意义
1.2.1 课题目的
驱动电机系统是新能源汽车的核心部件之一。作为新能源汽车的主要执行结构，驱动电机系统的驱动特性决定了新能源汽车的主要性能指标。驱动电机系统主要是由电源系统、驱动控制器、电机、检测传感器、以及机械传动装置等部分构成。
系统原理如图1.1所示，由车载电源（即蓄电池组）为各个模块提供电能，驱动控制器内部的控制板连接驱动板，通过驱动器来驱动电机工作，检测传感器用来监视电机的工作状况来反馈驱动控制器。电机与传统系统之间通过机械结构相连接，实现机械能的转移，从而带动汽车行驶。该系统原理中电源部分的作用就是为整个运行系统提供电能；本系统结构的驱动电机为永磁同步电动机，其具有效率高、可靠性高、便于维护等特点；驱动控制器是电机驱动系统集成化的产物，包括了所有控制元件和驱动元件的集成，该控制器内部的驱动板和控制板的配合实现一个完整的驱动控制系统来协调控制电机的运转、运行，从而实现整车的最佳性能。
驱动控制器的性能指标的优劣便对整车的工作性况起着至关重要的作用。目前，针对于该控制器的性能指标，需要在其出厂前进行一系列的检测以确保其性能功能的完好。对该控制器内部的驱动板进行质量和功能的检测，是控制器出厂前系列检测中不可或缺的环节。因此，本课题就着重研究设计了对该控制器内部的驱动板进行质量和功能的检测方法，并为此开发了基于虚拟仪器技术的测试平台，以改善检测质量、提高检测速度。



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