汽车ABS试验台测控系统研究与试验分析

论文摘要

汽车ABS试验台是针对汽车ABS整车台架检测而开发的一种复杂机、电、气一体化检测设备,该设备具有测试任务繁重、操作程序复杂、安全性要求高等特点。为了保证ABS试验台工作的可靠性以及检测数据的准确性,论文设计并开发了一种基于CAN总线的计算机测控系统,并在此基础上进行了多车型对比试验及测试数据分析研究工作。论文在研究了汽车ABS理论及台架检测方法的基础上,开发了一种基于CAN总线的汽车ABS试验台测控系统,该系统采用分布式的CAN总线结构将复杂繁重的测控任务分散在各智能节点模块上,每个节点具备独立的测量、控制、标定、自诊断等多种功能,由上位机发送的控制信息进行统筹工作,从而保证了系统的可靠性和数据传输的实时性；利用PWM技术控制四个扭矩控制器的输入电流,以产生大小不同的扭矩,实现不同路面附着系数的模拟；通过变频器、交流伺服电机、行程光电编码器等设备组成了行程控制系统,实现了可移动台架位置的精确控制。运用CPLD技术实现各车轮及车身速度的高精度、实时采集。最后在所开发的系统上进行了多车型、不同路面附着系数、不同工况的台架试验,并对试验数据进行了分析。设计了基于BP神经网络的ABS故障分类模型,该模型用大量实验数据对网络进行训练,利用训练后的神经网络参数实现了ABS检测结果的自动评价。试验结果表明,论文设计的汽车ABS试验台测控系统能够实时精确地采集装有ABS的汽车在台架上进行高速紧急制动时的轮速及车速数据,通过训练后的人工神经网络可将检测结果分为ABS正常工作、ABS故障、制动力不足三个类别。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题概况
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 汽车ABS检测技术发展状况
• 1.1.3 论文的研究目的及意义
• 1.2 论文的主要研究内容
• 第二章 汽车ABS检测理论研究
• 2.1 汽车ABS理论研究
• 2.2 汽车ABS检测方法研究
• 2.2.1 汽车ABS传统检测方法
• 2.2.2 传统检测方法的不足
• 2.3 汽车ABS台架检测关键技术
• 第三章 汽车ABS试验台架及测控系统研究
• 3.1 汽车ABS试验台机械结构设计
• 3.1.1 总体设计
• 3.1.2 详细设计
• 3.2 基于CAN总线的汽车ABS试验台测控系统设计
• 3.2.1 分布式测控技术
• 3.2.2 试验台测控系统结构
• 3.2.3 测控系统各智能节点的功能及原理
• 3.3 测控系统关键技术及实现
• 3.3.1 试验台架可移动台体位置精确控制
• 3.3.2 基于PWM的扭矩控制器电流控制方法
• 3.3.3 基于CAN总线的多路高精度测速方法
• 3.3.4 上位机与智能节点间的CAN总线通信
• 3.4 上位机测控软件开发
• 3.4.1 开发环境选择
• 3.4.2 软件功能设计
• 3.4.3 检测流程设计
• 第四章 测控系统多车型试验及结果分析
• 4.1 汽车ABS道路试验与台架检测方法对比
• 4.2 台架及测控系统试验
• 4.2.1 实验方案
• 4.2.2 试验车辆选择
• 4.2.3 台架及测控系统试验
• 4.3 试验数据分析
• 第五章 基于BP神经网络的汽车ABS故障分类
• 5.1 BP神经网络研究
• 5.1.1 BP神经网络结构
• 5.1.2 BP神经网络学习规则
• 5.2 BP网络输入参数确定/性能评价参数选取
• 5.2.1 滑移率均值和方差
• 5.2.2 附着系数利用率
• 5.3 基于BP算法的多层前馈网络设计
• 5.3.1 训练样本选取
• 5.3.2 初始权值的设计
• 5.3.3 多层前馈网络结构设计
• 5.3.4 网络训练与测试
• 5.4 BP网络在系统中的应用
• 5.4.1 VB与MATLAB神经网络工具箱接口
• 5.4.2 实测数据的故障分类
• 总结与展望
• 研究工作总结
• 工作展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢