汽车传动系冲击耐久性试验台控制与故障诊断系统的研究

论文摘要

汽车传动系是汽车动力传动系统中重要的安全部件,为了保证汽车行驶安全,必须对汽车传动系零部件的冲击耐久性性能指标进行检测。汽车传动系冲击耐久性试验台是完成汽车传动系性能检测的台架试验设备,能够较全面、准确地了解传动系零部件的耐冲击性能及其相关特性,对汽车传动系零部件生产厂家提高产品质量具有重要指导的意义。国外的汽车传动系性能检测设备及测试方法成熟,但其价格昂贵；国内汽车传动系性能检测设备部分实现了自动化,但是技术还不成熟,检测精度、可靠性与自动化程度低。在吉林省重大科技攻关项目“汽车传动系冲击耐久性试验台的研制”的支持下,开展了试验台控制与检测系统的关键技术研究。在深入研究国内外汽车传动系性能检测设备的基础上,研究开发了汽车传动系冲击耐久性试验台的控制与故障诊断系统。试验台由主机、控制与测试系统、故障诊断系统三大部分组成。试验台采用工控机作为上位机,PLC作为下位机,上、下位机通过串口进行通信,实现对系统的动作控制、现场监控与数据处理。转速控制系统是试验台控制的关键,针对转速控制系统干扰力矩较大和控制精度要求高的情况,建立了转速控制系统的数学模型,将模糊控制鲁棒性强与PID控制稳态误差小的优点结合起来,设计了模糊PID控制器对转速进行控制。仿真实验表明,相对于PID控制,提高了试验台转速控制的精度。为了提高试验台的安全可靠性,深入分析了试验台的故障产生机理,结合试验台故障实际情况,基于小波分析理论和卡尔曼滤波理论设计了试验台故障诊断系统。较好地解决了试验台故障诊断问题。仿真实验验证了采用的故障诊断方法的有效性和实用性。基于LabVIEW开发了试验台控制与故障诊断系统软件,实现了系统的数据采集、数据处理、数据分析、试验台控制、故障诊断等功能。设计开发的控制与故障诊断系统经过实验及实际应用验证,各项性能指标满足控制系统设计要求,测试精度和测试效率高,系统运行稳定可靠,性能达到了国外同类产品的水平。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题来源及背景
• 1.2 论文研究的目的和意义
• 1.3 国内外发展趋势
• 1.4 本论文研究的主要任务
• 1.5 本章小结
• 第二章 汽车传动系冲击耐久性试验台的工作机理及模拟汽车工况的研究
• 2.1 汽车传动系冲击耐久性试验台台架设计
• 2.2 汽车传动系冲击耐久性试验台汽车工况模拟
• 2.3 试验台模拟惯量方案设计
• 2.4 飞轮的组合方法和电机选型原则
• 2.5 本章小结
• 第三章 汽车传动系冲击耐久性试验台控制系统设计
• 3.1 汽车传动系冲击耐久性试验台控制系统的方案设计
• 3.2 汽车传动系冲击耐久性试验台控制系统建模与仿真分析
• 3.3 电流控制器、转速控制器系统性能仿真分析
• 3.4 基于模糊理论的PID参数控制设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 汽车传动系冲击耐久性试验台故障诊断系统研究
• 4.1 故障诊断概述
• 4.2 汽车传动系冲击耐久性试验台故障机理分析
• 4.3 基于小波理论的故障诊断的研究
• 4.4 基于卡尔曼理论的故障诊断的研究
• 4.5 本章小结
• 第五章 试验台控制与故障诊断软件设计与试验验证
• 5.1 控制与故障诊断系统软件开发工具的选择
• 5.2 试验台控制与故障系统的软件设计
• 5.3 汽车传动系冲击耐久性试验台试验验证
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间研究成果