电子助力转向器（eps）小总成空载扭矩及磨合测试系统的设计【字数：17646】

电子助力转向器（eps）小总成空载扭矩及磨合测试系统的设计[160515109549484x]

随着电子技术的发展,电子技术在汽车上的应用越来越广泛。传统的动力转向系统大多采用固定放大倍数的液压动力转向,它不能实现汽车在各种车速下驾驶时的轻便性和路感，而电动助力转向系统(EPS)系统一般由机械转向系统加上转矩传感器、车速传感器、电子控制单元、减速器、电动机等组成，它在传统机械转向系统的基础上，根据方向盘上的转矩信号和汽车的行驶车速信号，利用电子控制装置使电动机产生相应大小和方向的辅助动力，协助驾驶员进行转向操作。并且在能充分满足汽车转向性能的要求下,在操作的舒适性、安全性和节能、环保等方面也显示出显著的优越性。因此电动助力转向系统（EPS）已成为汽车动力转向系统的发展方向，并在全球大气污染严重，资源日益短缺的严峻形势下，EPS也能成为环保与科技融合的创新产品。本课题以实际工程项目为背景，以LabVIEW为上位机，完成基于电子助力转向器(EPS)小总成空载扭矩及磨合测试系统的编写，利用LabVIEW设计出具有清晰方便的操作界面且性能稳定可靠、控制精度高、抗干扰能力强的控制系统。在所有测试中角度变化、扭矩变化、磨合负载等数据都将记录在LabVIEW前面板的图表上，结束测试之后对EPS小总成的启动扭矩，最大最小扭矩，平均扭矩差值等指标进行检测并分析对比，来确认产品是否合格。最后，经过车间现场的实际运行测试，该测试系统运行流畅，能完成数据的采集分析以及产品合格性的检验。
Key Words: Electronic Power Steering gear (EPS); LabVIEW ; noload torque; runningin load目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题的目的和意义 1
1.3 课题研究的基础、现状与趋势 2
1.3.1 虚拟仪器的概述 2
1.3.2 虚拟仪器的构成 2
1.3.3 虚拟仪器的优点 3
1.3.4 虚拟仪器的发展趋势 3
1.3.5 EPS的未来发展趋势 4
1.4 课题研究的主要内容 5
2 测试系统总体方案设计 7 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072# 

2.1总体方案设计 7
2.1.1 方案设计思路 7
2.1.2测试系统需求 7
2.1.3测试方案 7
2.1.4系统装配布局图 8
2.1.5控制追溯系统 9
2.2系统结构 10
3驱动系统硬件组成及介绍 12
3.1SIEMENS V90系列伺服电动机 12
3.2Burster 86615010V0002扭矩传感器 12
3.3SICK DFS60BTHPA1000角度编码器 13
3.4三菱ZKB20XN 磁粉制动器 13
3.5WAGO 750352 I/O 总线模块 14
3.6NI PCIe6323多功能采集卡 15
3.7电路设计 15
3.7.1WAGO总线模块电路 15
3.7.2西门子伺服电动机控制电路 16
3.7.3编码器控制电路 17
3.7.4扭矩传感器控制电路 18
3.7.5磁粉制动器控制电路 19
3.7.6 NI PCIe6323多功能采集卡控制电路 19
4 软件设计 21
4.1软件介绍 21
4.2软件系统设计 21
4.2.1 用户界面 22
4.2.2主程序框图 23
4.3软件功能程序模块设计 25
4.3.1WAGO总线模块控制程序 25
4.3.2伺服电机控制程序 25
4.3.3 DAQ数据采集程序 27
4.3.4数据保存程序 27
4.3.5通讯程序 28
5现场调试及结果 30
5.1调试方案 30
5.2调试步骤 30
5.3调试过程与结果 30
5.4调试问题及解决方法 33
6总结与展望 35
6.1总结 35
6.2展望 36
6.3课题对环境及社会可持续发展的影响 36
致谢 38
参考文献 39
1绪论
1.1课题背景
在全球环境日趋恶化、石油等能耗资源储量急剧减少的背景下，汽车行业也在面临着严峻的考验，传统的燃油汽车不仅耗能大，而且排出的二氧化碳对全球的大气产生巨大的污染，从而导致地球臭氧层受到严重破坏，对人类的生存有着不可估量的负面作用。在意识到这种未来可能发生的景象后，全球开始减少燃油汽车的生产，转而开始研究新能源汽车，因此本课题研究的电子助力转向器也应运而生。转向器作为汽车方向操控的重要组成部分，它的各种性能的好坏直接决定了汽车的好坏，考虑到传统汽车的逐渐没落必将会使传统的液压动力转向器被淘汰，电子助力转向器的产生便顺其自然，电子助力转向器与传统动力转向相比，不仅在操作舒适性方面表现突出，而且不消耗石油这种高污染能源反而是通过清洁的电能来辅助汽车转向，这两方面的突破使得电子助力转向器逐渐开始替代传统的动力转向器。然而电子助力转向器从生产到实际运用需要经过多种繁琐困难的测试，对于人工操作的要求也很高，所以本课题设计的电子助力转向器的功能测试系统对于人工工作量的降低和测试功能准确性的提升具有很大的意义，通过这个系统可以保证生产的电子助力转向器具有长久的使用寿命和稳定的工作输出。
1.2课题的目的和意义
在全球倡导保护环境和能源可持续发展的基调下，汽车行业的改变也随之发生，各汽车部件逐渐简便化、智能化、无污染化，传统汽车部件的各种操作性、污染性、可靠性问题显现，它们的淘汰随之发生。汽车电子助力转向器的出现是汽车行业转型的重要标志。
电子助力转向器如图1.1所示由操作杆、转向杆、助力电机、ECU等部件组成，因此各部件的好坏直接影响了电子助力转向器的好坏，对于这些部件性能的测试就显得至关重要。然而由于各部件在整个电子助力转向器中起到的作用各不相同，对于它们的性能测试也各不相同，因此需要多个复杂漫长的人工测试流程，这样不仅拖慢了整个产品测试的速度，对于人工资源的使用也会出现问题，测试的准确性问题也会随之显现，所以设计一个融合多种测试功能的自动检测分析系统十分必要。本次设计是通过使用虚拟仪器技术来设计一个进行汽车电子助力转向器性能测试的系统。它依托LabVIEW的自由编程环境来将多个部件的测试流程融合在一个驱动主程序中，通过自定义功能按钮来实现多个测试流程的同时进行、多种测试数据的收集分析，它能检测电子助力转向器的启动扭矩、最大扭矩、加速时间等关键参数，如果没有这个系统，人工测试流程一天下来只能检测5个产品，而且还不能保证产品的合格性一定达标，但通过设计这个系统可以最大化降低人工工作量并且提高测试的准确性，减少了人工测试错误的发生，同时也提高了产品检测效率，一天能检测50个产品的同时也保证了产品合格率，使公司效益得到了提高。

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