车辆操纵稳定性测试系统设计(附件)
车辆的操纵稳定性测试历来是汽车性能测试的重点，近年来由于汽车产业的发展、人均车辆拥有量的增加，更是备受开发者们的重视。随着计算机技术的发展，各种数据采集与处理仪器的出现，车辆操纵稳定性试验变得更加便捷，客观和灵活。本次课题设计的测试系统使用了加速度传感器，倾角传感器，横摆角速度传感器及方向盘转角传感器等硬件，结合LabVIEW编程软件成功开发了一个可以按照国家相关试验标准和要求，完成汽车的双移线试验、转向盘转角阶跃输入试验、转向轻便性试验以及蛇行试验等车辆操纵稳定性试验的车辆操纵稳定性测试系统。由于各种原因，本次课题设计的测试系统只进行了蛇形，转向盘转角阶跃输入以及双移线这3个实车道路试验。关键词 操纵稳定性，LabVIEW，汽车试验目 录
1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 研究内容及意义 1
2 试验硬件 2
2.1 加速度传感器 2
2.2 横摆角速度传感器 2
2.3 倾角传感器 4
2.4 方向盘转向参数测试 4
2.5 采集卡 5
3 试验软件 6
3.1 LabVIEW软件 6
3.2 软件流程设计 8
3.3 软件组件 9
4 操纵稳定性试验 12
4.1 蛇形试验 12
4.2 转向盘转角阶跃输入 15
4.3 双移线试验 17
致 谢 22
参考文献 23
1 绪论
1.1 引言
如今伴随汽车工业的发展及人均汽车拥有量的增加，汽车已经变成人们日常出行中必不可少的一种工具。一方面为了满足人们对于汽车品质不断提高的要求，另一方面也由于现代汽车的质量影响因素多，结构复杂，涉及的技术范围广，即使在汽车产品设计时经过严密的考虑和慎重的设计，但是如果不经过汽车性能测试的检验也有可能发生严重的后果，因此有必要进行汽车性能试验[1]。
汽车性能测试中车辆操纵稳定性一直是研究的热点，它可以发现汽车在制造和使用过程中的薄弱环节或者缺陷，为汽车产品设计提供合理的，可靠的依据，提高汽车产品在市场上的竞争力，推动汽车工业的发展。
现代汽车的质量影响因素多，结构复杂，涉及的技术范围广，即使在汽车产品设计时经过严密的考虑和慎重的设计，但是如果不经过汽车性能测试的检验也有可能发生严重的后果，因此有必要进行汽车性能试验[1]。
汽车性能测试中车辆操纵稳定性一直是研究的热点，它可以发现汽车在制造和使用过程中的薄弱环节或者缺陷，为汽车产品设计提供合理的，可靠的依据，提高汽车产品在市场上的竞争力，推动汽车工业的发展。
早在20世纪40年代，一些工业发达的国家或者实力雄厚的汽车公司就开始建设汽车试验场。在20世纪40年代到70年代期间，由于电子技术的发展，出现了大量数据采集，处理，存储等方面高精度的电子仪器，在此期间，汽车性能测试高速发展。从20世纪70年代至今，电子计算机为车辆性能测试的发展提供了强大的推动力。通过计算机，设计人员可以在设计阶段进行产品虚拟仿真的性能测试。不仅降低了产品设计成本、缩短设计周期、提高工作效率，而且产品质量也得到了保障[2]。
1.2 研究内容及意义
本次课题的目的是在汽车操纵稳定性道路试验原理的基础上设计一种车辆操纵稳定性测试系统。本次课题将使用图形化软件LABVIEW 编制一种操作简单、拥有良好的人机交互界面、测试结果准确的汽车操纵稳定性道路试验测试软件，并且结合相关硬件，该测试软件能按照国家相关试验标准和要求，完成汽车的双移线试验、转向盘转角阶跃输入试验、转向轻便性试验以及蛇行试验等车辆操纵稳定性试验。
本次课题的设计的车辆操纵稳定性测试系统实用性很高，它不仅可以用来完成汽车操纵稳定性的道路试验，在此基础上，还可以继续深入完成汽车动力性、制动性、平顺性等试验。
2 试验硬件
2.1 加速度传感器
本次课题采用的是朗斯三轴LC0707A-5g型加速度传感器。具体参数如表2-1所示，接线方式如表2-2所示。
表2-1 传感器具体参数
型号
灵敏度(mV/g)
量程
0g输出(V)
电源(V)
LC0707A-5g
X向：312
Y向：310
Z向：309
±5g
X向：2.488
Y向：2.569
Z向：2.504
+8～+20
表2-2 接线方式
接线方式
粗橙线
棕
黄
粗黑
红
屏蔽
电源+极
信号输出X
信号输出Z
电源-极和信号地
信号输出Y
接仪表机壳
其中试验车辆的侧向加速度可由下面的公式计算得出：
aα=a1?a0vc （2-1）
式中：
为传感器受到压力后测出的电压；
为空载时传感器电压；
为传感器Y向灵敏度。
2.2 横摆角速度传感器
本次课题需要测量角速率，采用的是HTG-120型角速率陀螺仪。该型号角速率陀螺仪不但功耗低、噪音小，而且具有可靠性高、封装坚固性强。它应用广泛，从惯性测量、汽车电子、导弹制导和控制，到飞行器稳定控制、天线稳定、摄像都能使用。其具体参数如表2-3所示，外形尺寸和电器接口如表2-4所示。
表2-3 传感器具体参数
型号
测量范围
灵敏度
零位
工作电流
供电电压
HTG-120陀螺仪
±120°/s
8.3mV/°/s
1.2±0.1V
7mA
2.8~3.5V
表2-4 外形尺寸及电气接口
插针号
符号
描述
1
VCC
电源输入正
2、9、10
GND
电源及输入地
3、4
NC
未使用（悬空、禁止连接任何电平）
5、6
VREF
参考电压输入
7
TEST
检测端，工厂用
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1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 研究内容及意义 1
2 试验硬件 2
2.1 加速度传感器 2
2.2 横摆角速度传感器 2
2.3 倾角传感器 4
2.4 方向盘转向参数测试 4
2.5 采集卡 5
3 试验软件 6
3.1 LabVIEW软件 6
3.2 软件流程设计 8
3.3 软件组件 9
4 操纵稳定性试验 12
4.1 蛇形试验 12
4.2 转向盘转角阶跃输入 15
4.3 双移线试验 17
致 谢 22
参考文献 23
1 绪论
1.1 引言
如今伴随汽车工业的发展及人均汽车拥有量的增加，汽车已经变成人们日常出行中必不可少的一种工具。一方面为了满足人们对于汽车品质不断提高的要求，另一方面也由于现代汽车的质量影响因素多，结构复杂，涉及的技术范围广，即使在汽车产品设计时经过严密的考虑和慎重的设计，但是如果不经过汽车性能测试的检验也有可能发生严重的后果，因此有必要进行汽车性能试验[1]。
汽车性能测试中车辆操纵稳定性一直是研究的热点，它可以发现汽车在制造和使用过程中的薄弱环节或者缺陷，为汽车产品设计提供合理的，可靠的依据，提高汽车产品在市场上的竞争力，推动汽车工业的发展。
现代汽车的质量影响因素多，结构复杂，涉及的技术范围广，即使在汽车产品设计时经过严密的考虑和慎重的设计，但是如果不经过汽车性能测试的检验也有可能发生严重的后果，因此有必要进行汽车性能试验[1]。
汽车性能测试中车辆操纵稳定性一直是研究的热点，它可以发现汽车在制造和使用过程中的薄弱环节或者缺陷，为汽车产品设计提供合理的，可靠的依据，提高汽车产品在市场上的竞争力，推动汽车工业的发展。
早在20世纪40年代，一些工业发达的国家或者实力雄厚的汽车公司就开始建设汽车试验场。在20世纪40年代到70年代期间，由于电子技术的发展，出现了大量数据采集，处理，存储等方面高精度的电子仪器，在此期间，汽车性能测试高速发展。从20世纪70年代至今，电子计算机为车辆性能测试的发展提供了强大的推动力。通过计算机，设计人员可以在设计阶段进行产品虚拟仿真的性能测试。不仅降低了产品设计成本、缩短设计周期、提高工作效率，而且产品质量也得到了保障[2]。
1.2 研究内容及意义
本次课题的目的是在汽车操纵稳定性道路试验原理的基础上设计一种车辆操纵稳定性测试系统。本次课题将使用图形化软件LABVIEW 编制一种操作简单、拥有良好的人机交互界面、测试结果准确的汽车操纵稳定性道路试验测试软件，并且结合相关硬件，该测试软件能按照国家相关试验标准和要求，完成汽车的双移线试验、转向盘转角阶跃输入试验、转向轻便性试验以及蛇行试验等车辆操纵稳定性试验。
本次课题的设计的车辆操纵稳定性测试系统实用性很高，它不仅可以用来完成汽车操纵稳定性的道路试验，在此基础上，还可以继续深入完成汽车动力性、制动性、平顺性等试验。
2 试验硬件
2.1 加速度传感器
本次课题采用的是朗斯三轴LC0707A-5g型加速度传感器。具体参数如表2-1所示，接线方式如表2-2所示。
表2-1 传感器具体参数
型号
灵敏度(mV/g)
量程
0g输出(V)
电源(V)
LC0707A-5g
X向：312
Y向：310
Z向：309
±5g
X向：2.488
Y向：2.569
Z向：2.504
+8～+20
表2-2 接线方式
接线方式
粗橙线
棕
黄
粗黑
红
屏蔽
电源+极
信号输出X
信号输出Z
电源-极和信号地
信号输出Y
接仪表机壳
其中试验车辆的侧向加速度可由下面的公式计算得出：
aα=a1?a0vc （2-1）
式中：
为传感器受到压力后测出的电压；
为空载时传感器电压；
为传感器Y向灵敏度。
2.2 横摆角速度传感器
本次课题需要测量角速率，采用的是HTG-120型角速率陀螺仪。该型号角速率陀螺仪不但功耗低、噪音小，而且具有可靠性高、封装坚固性强。它应用广泛，从惯性测量、汽车电子、导弹制导和控制，到飞行器稳定控制、天线稳定、摄像都能使用。其具体参数如表2-3所示，外形尺寸和电器接口如表2-4所示。
表2-3 传感器具体参数
型号
测量范围
灵敏度
零位
工作电流
供电电压
HTG-120陀螺仪
±120°/s
8.3mV/°/s
1.2±0.1V
7mA
2.8~3.5V
表2-4 外形尺寸及电气接口
插针号
符号
描述
1
VCC
电源输入正
2、9、10
GND
电源及输入地
3、4
NC
未使用（悬空、禁止连接任何电平）
5、6
VREF
参考电压输入
7
TEST
检测端，工厂用
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