车辆平顺性测试系统设计(附件)
随着人们现代生活质量的不断提高和民族汽车工业的迅速发展，汽车的行驶舒适性已然成为车辆的重要评价指标，因此，针对于车辆平顺性的测试就显得尤为重要。本设计所采用的相关硬件设备主要是内装IC应变加速度传感器，该传感器是一种三轴式加速度传感器，性能稳定、低噪声而且温度稳定性好，而选用的采集卡则是中泰研创7360型USB接口采集卡。通过LabVIEW软件对实验数据进行采集和分析，并已动态图表的形式展现，并进行相应的频谱分析。在分析了平顺性测试和分析技术理论的基础上，将平顺性的分析算法转换成为虚拟仪器应用程序。利用LabVIEW编程软件开发汽车平顺性试验测试系统，可以很好的实现相关数据的采集，处理和分析，能基本达到测试的要求和目的。关键词 车辆平顺性，虚拟仪器 LabVIEW目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外研究发展状况 1
1.3 研究内容 2
2 试验方案设计 3
2.1 试验指标 3
2.2 试验条件 3
2.3 实验仪器和装备 4
2.3.1 三轴式加速度传感器 4
2.3.3 传感器布置位置 6
2.3.4 数据采集卡 6
3 基于LabVIEW的车辆平顺性测试系统设计 7
3.1 虚拟仪器 7
3.2 LabVIEW的性质与基本功能 8
3.3 界面设计 9
3.3.1 初始界面的设计 9
3.3.2 主界面的设计 9
3.4 LabVIEW的编译 10
3.4.1 原始数据转化 10
3.4.2 跳转功能的实现 10
3.4.3 模拟信号输入 11
3.4.4 模拟信号处理 12
3.5 试验过程中的频谱分析 13
3.5.1 单轴向加权加速度均方根值 13
3.5.2 总加权加速度均方根值 16
3.5.3 加权振级与加权加速度均方根值的换算 17
3.6 试验测试 18
结 论 2
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r /> 3.4.3 模拟信号输入 11
3.4.4 模拟信号处理 12
3.5 试验过程中的频谱分析 13
3.5.1 单轴向加权加速度均方根值 13
3.5.2 总加权加速度均方根值 16
3.5.3 加权振级与加权加速度均方根值的换算 17
3.6 试验测试 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 绪论
1.1 课题研究背景
随着的人们对平顺性的要求越来越高，它直接影响到乘坐者的舒适度，并涉及到车辆的动力性和经济性，是在市场竞争中的地位显得尤为重要，是汽车的一个重要的性能指标。可见，努力提高车辆乘坐的舒适性是十分重要的。汽车的行驶平顺性指的是在正常行驶速度范围内的汽车，乘坐人员感受到因为本体振动导致的乘员的不舒适感和疲劳感，以及能否保持完好的装载物品性质的能力。人们对车辆平顺性进行研究，最终目的和任务就是为了能够主动控制汽车自身振动系统的频率特性，也就是说，需要保证在“输出”的指定条件下振动的“输入”情况不大于一定标准值，来保持车辆的平顺性和乘坐人员的乘坐舒适度。由此可见，致力于提高车辆乘坐的舒适性及平顺性是非常重要的。
当代人们对汽车的评价指标包含了很多种不同的汽车性能，而汽车的行驶平顺性则是评价指标中最重要的部分之一，因为它在很大程度上代表了人们乘坐汽车时的舒适程度。为了研究和测得某一款汽车的平顺性，它就必须进行汽车道路测试。目前，汽车试验主要是利用加速度传感器，电荷放大器，磁带驱动器或数据采集系统进行道路试验，测试不能在实时过程中测试，分析和处理执行，必须等待直到试验结束时的后实验室用特殊的信号分析仪。LabVIEW既是用来数据采集和分析的软件，同时也是一个可以灵活控制的仪器设备，可以实现在操作实验的同时进行数据的采集和应用。通过LabVIEW软件开发的系统，具有占用储存空间小，适用范围广，使用方便，可以可视化的评价结果等突出优点。
1.2 国内外研究发展状况
汽车的平顺性是指汽车在行驶过程中，车辆能够使乘坐人员的舒适度保持在适当的适合的范围内，行驶时产生的移动振动和冲击的缓解释放能力也能控制在比较好的范围内，所以其评价的主要指标是根据乘坐人员的主观感觉的舒适性方面，还包括了保持货物在运输过程中整体完好的能力，是现代汽车的主要性能之一。因此，车辆的平顺性的测试的先进性是国内外学者都普遍关注的问题。影响车辆平顺性的因素有很多，所以，平顺性的评价指标也是十分复杂不一的。定量地描述了平稳的性能，它必须包括物理，生理和心理评估的各个方面。
现在，世界上车辆的行驶平顺性采用汽车车身的振动固有频率和振动加速度来评价的比例比较高。根据试验显示，想要保持一个令人满意的行驶平顺性，就应该适应人体适宜的全身振动固有频率，也就是人体在行走时的身体上、下运动频率的习惯。它大致范围应该是在60至85次/分（1赫兹?1.6赫兹）之间。同时，汽车周身的振动加速度应该控制在一定的范围内，不能过大，以保证货物在运输过程中的完好性。如果车身加速度超过1G，没有进行固定货舱和地板很可能会分离开。因此，车体本身的振动加速度的最大值应当低于0.6?0.7g。
二十世纪七十年代，国际标准化组织ISO在大量事实资料的基础之上，经过归纳总结，推陈出新等一系列的繁杂工作后，最终提出了ISO2631《人体承受全身振动的评价指南》这一文件，而后将它不断的修改完善和补充，使车辆的行驶平顺性的评价标准变得规范化，体制化。自一九八五年之后，国际标准化组织对其进行了全面的改版，在一九九七年，公布了《人体承受全身振动的评价指南》。世界上的大部分国家都引用和借鉴了其对车辆行驶平顺性的评价。我国在1997年公布的国际标准的基础之上又进行了进一步的修订与完善，使之符合中国的基本国情，进而公布了GB/T4970-1996《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》，让我国关于平顺性的测试和试验“有法可依”。
2006年，河北工业大学和河北机电职业技术学院的武一民、王现容等人主要介绍了虚拟仪器拉术及其软件，硬件的特点，利用图形化虚拟仪器编程软件LabVIEW完成了车辆平顺性测试应用程序的设计，以某车辆为研究对象进行了平顺性道路试验，试验结果表明测试系统可较好地完成车辆平顺性的测试分析[5]。
2009年，西华大学交通与汽车工程学院的熊庆、徐延海、李永生等人基于LabVIEW设计汽车平顺性试验测试系统，介绍了该系统几个主要模块的设计和构成。该系统在保证汽车平顺性测试功能，要求和精度的基础上，可实时获得评价指标值，并通过色彩指示器实时地显示出评价结果。运用该系统，对某小型客车进行了道路试验验证[1]。
1.3 研究内容
本次设计主要研究了影响汽车行驶平顺性的多个因素以及现代国际对平顺性的主要评价方式和指标。并选用合适的传感器和采集卡进行该评价系统的硬件设计。运用LabVIEW的强大的图形语言的编辑功能，实现数据的采集处理和分析。最终进行实验，测试此次开发的系统的适用性和准确性。
2 试验方案设计
2.1 试验指标
依照国际标准 ISO2631－1《人体承受全身振动评价—第一
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外研究发展状况 1
1.3 研究内容 2
2 试验方案设计 3
2.1 试验指标 3
2.2 试验条件 3
2.3 实验仪器和装备 4
2.3.1 三轴式加速度传感器 4
2.3.3 传感器布置位置 6
2.3.4 数据采集卡 6
3 基于LabVIEW的车辆平顺性测试系统设计 7
3.1 虚拟仪器 7
3.2 LabVIEW的性质与基本功能 8
3.3 界面设计 9
3.3.1 初始界面的设计 9
3.3.2 主界面的设计 9
3.4 LabVIEW的编译 10
3.4.1 原始数据转化 10
3.4.2 跳转功能的实现 10
3.4.3 模拟信号输入 11
3.4.4 模拟信号处理 12
3.5 试验过程中的频谱分析 13
3.5.1 单轴向加权加速度均方根值 13
3.5.2 总加权加速度均方根值 16
3.5.3 加权振级与加权加速度均方根值的换算 17
3.6 试验测试 18
结 论 2
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
r /> 3.4.3 模拟信号输入 11
3.4.4 模拟信号处理 12
3.5 试验过程中的频谱分析 13
3.5.1 单轴向加权加速度均方根值 13
3.5.2 总加权加速度均方根值 16
3.5.3 加权振级与加权加速度均方根值的换算 17
3.6 试验测试 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 绪论
1.1 课题研究背景
随着的人们对平顺性的要求越来越高，它直接影响到乘坐者的舒适度，并涉及到车辆的动力性和经济性，是在市场竞争中的地位显得尤为重要，是汽车的一个重要的性能指标。可见，努力提高车辆乘坐的舒适性是十分重要的。汽车的行驶平顺性指的是在正常行驶速度范围内的汽车，乘坐人员感受到因为本体振动导致的乘员的不舒适感和疲劳感，以及能否保持完好的装载物品性质的能力。人们对车辆平顺性进行研究，最终目的和任务就是为了能够主动控制汽车自身振动系统的频率特性，也就是说，需要保证在“输出”的指定条件下振动的“输入”情况不大于一定标准值，来保持车辆的平顺性和乘坐人员的乘坐舒适度。由此可见，致力于提高车辆乘坐的舒适性及平顺性是非常重要的。
当代人们对汽车的评价指标包含了很多种不同的汽车性能，而汽车的行驶平顺性则是评价指标中最重要的部分之一，因为它在很大程度上代表了人们乘坐汽车时的舒适程度。为了研究和测得某一款汽车的平顺性，它就必须进行汽车道路测试。目前，汽车试验主要是利用加速度传感器，电荷放大器，磁带驱动器或数据采集系统进行道路试验，测试不能在实时过程中测试，分析和处理执行，必须等待直到试验结束时的后实验室用特殊的信号分析仪。LabVIEW既是用来数据采集和分析的软件，同时也是一个可以灵活控制的仪器设备，可以实现在操作实验的同时进行数据的采集和应用。通过LabVIEW软件开发的系统，具有占用储存空间小，适用范围广，使用方便，可以可视化的评价结果等突出优点。
1.2 国内外研究发展状况
汽车的平顺性是指汽车在行驶过程中，车辆能够使乘坐人员的舒适度保持在适当的适合的范围内，行驶时产生的移动振动和冲击的缓解释放能力也能控制在比较好的范围内，所以其评价的主要指标是根据乘坐人员的主观感觉的舒适性方面，还包括了保持货物在运输过程中整体完好的能力，是现代汽车的主要性能之一。因此，车辆的平顺性的测试的先进性是国内外学者都普遍关注的问题。影响车辆平顺性的因素有很多，所以，平顺性的评价指标也是十分复杂不一的。定量地描述了平稳的性能，它必须包括物理，生理和心理评估的各个方面。
现在，世界上车辆的行驶平顺性采用汽车车身的振动固有频率和振动加速度来评价的比例比较高。根据试验显示，想要保持一个令人满意的行驶平顺性，就应该适应人体适宜的全身振动固有频率，也就是人体在行走时的身体上、下运动频率的习惯。它大致范围应该是在60至85次/分（1赫兹?1.6赫兹）之间。同时，汽车周身的振动加速度应该控制在一定的范围内，不能过大，以保证货物在运输过程中的完好性。如果车身加速度超过1G，没有进行固定货舱和地板很可能会分离开。因此，车体本身的振动加速度的最大值应当低于0.6?0.7g。
二十世纪七十年代，国际标准化组织ISO在大量事实资料的基础之上，经过归纳总结，推陈出新等一系列的繁杂工作后，最终提出了ISO2631《人体承受全身振动的评价指南》这一文件，而后将它不断的修改完善和补充，使车辆的行驶平顺性的评价标准变得规范化，体制化。自一九八五年之后，国际标准化组织对其进行了全面的改版，在一九九七年，公布了《人体承受全身振动的评价指南》。世界上的大部分国家都引用和借鉴了其对车辆行驶平顺性的评价。我国在1997年公布的国际标准的基础之上又进行了进一步的修订与完善，使之符合中国的基本国情，进而公布了GB/T4970-1996《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》，让我国关于平顺性的测试和试验“有法可依”。
2006年，河北工业大学和河北机电职业技术学院的武一民、王现容等人主要介绍了虚拟仪器拉术及其软件，硬件的特点，利用图形化虚拟仪器编程软件LabVIEW完成了车辆平顺性测试应用程序的设计，以某车辆为研究对象进行了平顺性道路试验，试验结果表明测试系统可较好地完成车辆平顺性的测试分析[5]。
2009年，西华大学交通与汽车工程学院的熊庆、徐延海、李永生等人基于LabVIEW设计汽车平顺性试验测试系统，介绍了该系统几个主要模块的设计和构成。该系统在保证汽车平顺性测试功能，要求和精度的基础上，可实时获得评价指标值，并通过色彩指示器实时地显示出评价结果。运用该系统，对某小型客车进行了道路试验验证[1]。
1.3 研究内容
本次设计主要研究了影响汽车行驶平顺性的多个因素以及现代国际对平顺性的主要评价方式和指标。并选用合适的传感器和采集卡进行该评价系统的硬件设计。运用LabVIEW的强大的图形语言的编辑功能，实现数据的采集处理和分析。最终进行实验，测试此次开发的系统的适用性和准确性。
2 试验方案设计
2.1 试验指标
依照国际标准 ISO2631－1《人体承受全身振动评价—第一
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