专业机械电子工程
摘 要摘 要在现代科技技术的不断发展，制造技术不断提高的今天，摩托车已经从之前的单一简陋发展模式转变为今天多样高端的局面。人们对于摩托车驾驶时的安全性和舒适性要求也越来越高。摩托车减震器是车辆的重要组件，影响车辆行驶的平顺性、乘坐的舒适性和操纵的稳定性。但由于加工技术和加工工艺存在的许多未解决的问题和相应的测试水平还落后，摩托车减震器的加工生产还存在缺陷，所以研究开发出相对应的测试系统是必要的。减震器的外特性包含了示功特性和速度特性，示功特性是减震器按规定的行程和速度，两端作相对简谐运动时，其阻力与位移的关系曲线，我国2007 年实施的行业标准《摩托车和轻便摩托车减震器》(QC/T62-2007)对减震器的示功特性作了详细要求。本课题采用研华PCI-1711L进行数据采集及PCI-1761板卡进行控制，实现对变频器的控制，以实现对调速电机起到调速的作用。通过相应的传感器采集数据设计出减震器的示功特性即阻尼力-位移（F-S）之间关系的控制电路图。能达到减震器示功特性系统的控制要求。关键词：减震器、示功特性、数据采集、控制电路图目 录
第一章 绪论 1
1.1前言 1
1.2 减震器的发展历史 2
1.3 减震器在国内外的发展现状 3
1.4 摩托车减震器示功特性系统的发展与现状 4
1.5摩托车减震器示功特性系统的存在的问题 4
1.6软件介绍 4
1.7 课题研究的主要内容和方法 5
第二章 减震器的类型和工作原理 6
2.1 减震器的定义 6
2.2 减震器的用途 6
2.3 减震器的结构与分类 6
2.4 减震器的工作原理 8
2.5 减震器的发展趋势 9
2.6 本章小结 9
第三章 电气系统方案选择 10
3.1 减震器示功特性测试系统 10
3.2 控制电路方案的选择 11
3.3 控制电路的原理介绍 12
第四章 主元器件的选型 17
4.1 主元器件选型及功能原理介绍 17
4.2 研华PCI1711L板卡的介绍与使用
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2.6 本章小结 9
第三章 电气系统方案选择 10
3.1 减震器示功特性测试系统 10
3.2 控制电路方案的选择 11
3.3 控制电路的原理介绍 12
第四章 主元器件的选型 17
4.1 主元器件选型及功能原理介绍 17
4.2 研华PCI1711L板卡的介绍与使用 27
4.3 研华PCI1761板卡的介绍与使用 30
4.4 本章小结 32
第五章 结 语 33
致 谢 34
参考文献 35
第一章 绪论
1.1前言
摩托车诞生至今已有100多年的历史。追根溯源，1869年由法国人皮埃尔?未肖制造出世界上第一辆摩托车当属以蒸汽机为动力的两轮摩托车。世界上第一辆以汽油发动机为动力的摩托车由德国人戴姆勒于1885年发明制造出来。世界上第一台装有四冲程单缸汽油机的摩托车于1893年由意大利人埃里克?拜那特设计出。我国第一批定名为“井冈山”牌的摩托车于1951年7月8日由中国人民解放军北京第六汽车制配厂仿照德国迅达普K500型摩托车生产制造出来的。随着社会经济和科技的不断发展，人们对于物质的要求不再限于以前的传统思维，而是对物质的性能的追求越来越高。现代社会的发展，人们对于摩托车的性能更加关注，例如摩托车的动力性、制动性、操作性、稳定性、舒适性等方面的性能。为了减小摩托车在行驶过程中因为道路凹凸不平而受到的冲击和震动，保证驾驶员在行车过程中的稳定性与舒适性，提高车辆的使用寿命和操纵的稳定性，每一辆摩托车上均设置有减震器。安装在摩托车车身和前后两个负重轮之间的一个阻尼元件即为减震器，其所起到的作用是逐步衰减车体在行驶过程中产生的振动并阻止车体在共振情况下振幅的无限增大。能达到减小车身振动的振幅和振动的次数，从而能延长弹簧弹性元件的疲劳寿命和提高驾驶员乘车的舒适性。
近年来，随着经济的发展，中国汽车行业的发展可谓突飞猛进，减震器的市场需求保持着逐年上升的趋势。所以对减震器进行研究是非常重要的，而摩托车作为一种代步工具，对其减震器的研究也是非常必要的。摩托车的产量和消费市场主要分布在亚洲和欧洲等多个国家和地区，上世纪90年代以来，随着经济的快速发展，摩托车的生产和需求呈现持续增长趋势，使摩托车行业迎来发展的黄金时期。我国的摩托车发展历程大体可分：（1）从无到有，产量少，品种少，水平低，没有规模生产能力的起步发展。(2)初步形成了生产规模蓬勃发展(3)到产量为世界第一的高速发展的三个时期。
虽然在国内的一些大城市中摩托车为限制对象，但在中西部地区和一些县市地区摩托车还是人们出行最普遍的交通工具。车辆在路面不平的道路上行驶容易使车身激起剧烈的振动，从而影响乘坐人员在乘坐时的舒适性和车辆在行驶时的稳定性，减震器作为车辆的一个至关重要的部件，是连接车辆悬架与车轮之间的一个柔性环节，汽车在行驶过程中的平顺性、安全性取决于减震器性能的好坏。减震器是减小车辆其他部件疲劳损坏和提高车辆使用寿命的和操作稳定性的重要部件。随着车辆技术的不断发展，人们对车辆的行驶平顺和舒适性提出了更高的要求，也对减震器的设计和生产要求越来越高。因此必须要对减震器的性能进行测试，这对于减震器的结构设计的改进，减震器的质量提高，减震器的设计开发周期的缩短以及开发成本的节约是很有意义的。
随着电子计算机技术的快速发展，计算机技术也已经越来越融入各种项目的研究中，为此大大地缩短了项目的设计周期，也节约了各项成本。本课题是对减震器示功特性测试系统的电控进行设计，用Auto CAD electrical 2012绘制出摩托车减震器示功特性测控系统的控制电路图。
其研制思路为：该系统包括机械部分、电控部分和控制软件部分等三块。
本课题主要为电控部分，电控系统包括数据采集和变频器控制，数据采集是采用研华PCI1711L多功能数据采集卡进行的，PCI1761继电器卡进行变频器控制的方案设计电气原理设计及元件选型。
1.2 减震器的发展历史
世界上第一个减震器是于1897年被发明的。该减震器由叶片弹簧与减震块相连构成，制动效果是通过压缩悬挂，使得橡胶减震块与螺栓碰撞产生的。这样构造的减震效果不太理想的减震器在很多现代汽车悬挂架上仍然使用着。1898年，法国人特鲁分研制成功了第一个适用的减震器，并安装到了摩托赛车上。该车的前叉悬置于弹簧上，为防止摩托车的震颤，并且与一个摩擦阻尼件进行相连。1899年，这种阻尼件被美国汽车企业福特公司意识到跨越应用到汽车上，次年他把研制的阻尼件的变形结构安装到汽车上。这种变形结构是一副用铰链连接在一起的杠杆，为改变摩擦阻力的大小，从而达到所需要的缓冲程度是通过调节减震器结构进行实现的。这不仅是第一个汽车缓冲器，并且也是第一个“可调式”的减振器。随后将该减震器与前轮螺旋弹簧一起安装到了生产的小型轻便汽车上。从此，减振器的结构有了几种新的发展。主要结构有以下几种形式：
1、加布里埃尔减震器，它是由涡旋形钢带和固定的罩壳组成，以限制由振动引起的弹跳量达到减震的效果。
2、弹簧式减振器，这是一种由辅助螺旋弹簧构成的减震器。因为弹簧的谐振频率不相同，通过抵消各自的震颤达到减震的效果。
3、空气弹簧减震器，它的工作原理与充气式轮胎很相似，它具有弹簧和吸振
第一章 绪论 1
1.1前言 1
1.2 减震器的发展历史 2
1.3 减震器在国内外的发展现状 3
1.4 摩托车减震器示功特性系统的发展与现状 4
1.5摩托车减震器示功特性系统的存在的问题 4
1.6软件介绍 4
1.7 课题研究的主要内容和方法 5
第二章 减震器的类型和工作原理 6
2.1 减震器的定义 6
2.2 减震器的用途 6
2.3 减震器的结构与分类 6
2.4 减震器的工作原理 8
2.5 减震器的发展趋势 9
2.6 本章小结 9
第三章 电气系统方案选择 10
3.1 减震器示功特性测试系统 10
3.2 控制电路方案的选择 11
3.3 控制电路的原理介绍 12
第四章 主元器件的选型 17
4.1 主元器件选型及功能原理介绍 17
4.2 研华PCI1711L板卡的介绍与使用
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
2.6 本章小结 9
第三章 电气系统方案选择 10
3.1 减震器示功特性测试系统 10
3.2 控制电路方案的选择 11
3.3 控制电路的原理介绍 12
第四章 主元器件的选型 17
4.1 主元器件选型及功能原理介绍 17
4.2 研华PCI1711L板卡的介绍与使用 27
4.3 研华PCI1761板卡的介绍与使用 30
4.4 本章小结 32
第五章 结 语 33
致 谢 34
参考文献 35
第一章 绪论
1.1前言
摩托车诞生至今已有100多年的历史。追根溯源，1869年由法国人皮埃尔?未肖制造出世界上第一辆摩托车当属以蒸汽机为动力的两轮摩托车。世界上第一辆以汽油发动机为动力的摩托车由德国人戴姆勒于1885年发明制造出来。世界上第一台装有四冲程单缸汽油机的摩托车于1893年由意大利人埃里克?拜那特设计出。我国第一批定名为“井冈山”牌的摩托车于1951年7月8日由中国人民解放军北京第六汽车制配厂仿照德国迅达普K500型摩托车生产制造出来的。随着社会经济和科技的不断发展，人们对于物质的要求不再限于以前的传统思维，而是对物质的性能的追求越来越高。现代社会的发展，人们对于摩托车的性能更加关注，例如摩托车的动力性、制动性、操作性、稳定性、舒适性等方面的性能。为了减小摩托车在行驶过程中因为道路凹凸不平而受到的冲击和震动，保证驾驶员在行车过程中的稳定性与舒适性，提高车辆的使用寿命和操纵的稳定性，每一辆摩托车上均设置有减震器。安装在摩托车车身和前后两个负重轮之间的一个阻尼元件即为减震器，其所起到的作用是逐步衰减车体在行驶过程中产生的振动并阻止车体在共振情况下振幅的无限增大。能达到减小车身振动的振幅和振动的次数，从而能延长弹簧弹性元件的疲劳寿命和提高驾驶员乘车的舒适性。
近年来，随着经济的发展，中国汽车行业的发展可谓突飞猛进，减震器的市场需求保持着逐年上升的趋势。所以对减震器进行研究是非常重要的，而摩托车作为一种代步工具，对其减震器的研究也是非常必要的。摩托车的产量和消费市场主要分布在亚洲和欧洲等多个国家和地区，上世纪90年代以来，随着经济的快速发展，摩托车的生产和需求呈现持续增长趋势，使摩托车行业迎来发展的黄金时期。我国的摩托车发展历程大体可分：（1）从无到有，产量少，品种少，水平低，没有规模生产能力的起步发展。(2)初步形成了生产规模蓬勃发展(3)到产量为世界第一的高速发展的三个时期。
虽然在国内的一些大城市中摩托车为限制对象，但在中西部地区和一些县市地区摩托车还是人们出行最普遍的交通工具。车辆在路面不平的道路上行驶容易使车身激起剧烈的振动，从而影响乘坐人员在乘坐时的舒适性和车辆在行驶时的稳定性，减震器作为车辆的一个至关重要的部件，是连接车辆悬架与车轮之间的一个柔性环节，汽车在行驶过程中的平顺性、安全性取决于减震器性能的好坏。减震器是减小车辆其他部件疲劳损坏和提高车辆使用寿命的和操作稳定性的重要部件。随着车辆技术的不断发展，人们对车辆的行驶平顺和舒适性提出了更高的要求，也对减震器的设计和生产要求越来越高。因此必须要对减震器的性能进行测试，这对于减震器的结构设计的改进，减震器的质量提高，减震器的设计开发周期的缩短以及开发成本的节约是很有意义的。
随着电子计算机技术的快速发展，计算机技术也已经越来越融入各种项目的研究中，为此大大地缩短了项目的设计周期，也节约了各项成本。本课题是对减震器示功特性测试系统的电控进行设计，用Auto CAD electrical 2012绘制出摩托车减震器示功特性测控系统的控制电路图。
其研制思路为：该系统包括机械部分、电控部分和控制软件部分等三块。
本课题主要为电控部分，电控系统包括数据采集和变频器控制，数据采集是采用研华PCI1711L多功能数据采集卡进行的，PCI1761继电器卡进行变频器控制的方案设计电气原理设计及元件选型。
1.2 减震器的发展历史
世界上第一个减震器是于1897年被发明的。该减震器由叶片弹簧与减震块相连构成，制动效果是通过压缩悬挂，使得橡胶减震块与螺栓碰撞产生的。这样构造的减震效果不太理想的减震器在很多现代汽车悬挂架上仍然使用着。1898年，法国人特鲁分研制成功了第一个适用的减震器，并安装到了摩托赛车上。该车的前叉悬置于弹簧上，为防止摩托车的震颤，并且与一个摩擦阻尼件进行相连。1899年，这种阻尼件被美国汽车企业福特公司意识到跨越应用到汽车上，次年他把研制的阻尼件的变形结构安装到汽车上。这种变形结构是一副用铰链连接在一起的杠杆，为改变摩擦阻力的大小，从而达到所需要的缓冲程度是通过调节减震器结构进行实现的。这不仅是第一个汽车缓冲器，并且也是第一个“可调式”的减振器。随后将该减震器与前轮螺旋弹簧一起安装到了生产的小型轻便汽车上。从此，减振器的结构有了几种新的发展。主要结构有以下几种形式：
1、加布里埃尔减震器，它是由涡旋形钢带和固定的罩壳组成，以限制由振动引起的弹跳量达到减震的效果。
2、弹簧式减振器，这是一种由辅助螺旋弹簧构成的减震器。因为弹簧的谐振频率不相同，通过抵消各自的震颤达到减震的效果。
3、空气弹簧减震器，它的工作原理与充气式轮胎很相似，它具有弹簧和吸振
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