玻璃升降器及其性能检测系统的研究

论文摘要

汽车门窗玻璃不但要保证驾驶员有足够的视角,以安全驾驶和行车,同时,为满足乘坐舒适的需要,玻璃的位置经常需要调整。这些功能的实现都离不开玻璃升降器,它在给我们带来方便的同时,也是整车中故障率较高的部件之一。据国内的几家大的汽车公司的统计,电动玻璃升降器故障率基本上都居汽车零部件前20位,因此,提高电动玻璃升降器的质量成为当务之急。针对玻璃升降器电机转速波动大,影响电机使用寿命,发射电磁波干扰车内电子系统,论文首先对交叉臂式玻璃升降器进行了运动学和动力学分析,然后结合玻璃升降器电机的固有机械特性,建立了以电机载荷的最大变化量最小为目标函数,以玻璃升降器的升降臂前臂长L1 ,后臂长L2 ,扇形齿轮半径R ,平衡弹簧的最大扭矩Tmax为设计变量的数学模型,并用MATLAB编程计算得到了某车型玻璃升降器设计变量的优化值。为了提高产品质量,强化质量检验,同时针对国内玻璃升降器检测系统单参数检测、人工操作的落后局面,论文选择了上升速度、工作电流、堵转电流、耐久性、关闭力几个关键参数作为检测系统检测的目标参数,完成检测系统总体设计。在检测系统总体设计中,遵循上下位机控制模式,给出了各参数检测的原理框图;依照各参数的检测原理,在硬件结构的设计中,给出输入通道和输出通道电路图;在软件结构的设计中,给出了监控程序和用户程序的流程图。论文的最终研究目的是从电动玻璃升降器的结构优化设计和电动玻璃升降器检测技术的提升两个方面来保证电动玻璃升降器的质量,从而促进我国电动玻璃升降器及其检测系统产品核心竞争力的提高。课题的工程应用价值在于通过玻璃升降器的结构优化设计,降低电机运行的振动和噪声,延长玻璃升降器电机的使用寿命,并减少玻璃升降器电磁波干扰,提高车内电子系统运行的安全可靠性乃至汽车整车的安全可靠性;应用电子检测技术,设计出自动化程度高、多参数同时检测的新型检测系统,促进了我国玻璃升降器检测系统开发水平的提升。本论文在提高自主创新能力,建设创新型国家背景下,查阅了大量国内外相关文献资料,分析了玻璃升降器及其检测系统在目前存在的问题。以MATLAB软件为工具,应用最优化技术、微控制技术,促进了玻璃升降器及其检测系统开发水平的提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 玻璃升降器的国内外现状
• 1.1.1 国外汽车玻璃升降器的发展
• 1.1.2 我国汽车玻璃升降器的发展
• 1.2 玻璃升降器检测系统的国内外现状
• 1.2.1 国外玻璃升降器检测系统的发展
• 1.2.2 国内玻璃升降器检测系统的发展
• 1.3 选题的目的和意义
• 1.4 研究内容
• 1.5 本章小结
• 2 电动玻璃升降器的分析与优化
• 2.1 电动玻璃升降器
• 2.1.1 玻璃升降器的种类
• 2.1.2 电动玻璃升降器的结构及原理
• 2.2 玻璃升降器的受力分析和运动分析
• 2.2.1 机构的运动简图
• 2.2.2 受力分析
• 2.2.3 运动分析
• 2.2.4 导向槽板及玻璃托架的内槽长设计要求
• 2.2.5 平衡弹簧的设计要求
• 2.3 玻璃升降器的结构优化
• 2.3.1 电动机的固有机械特性
• 2.3.2 玻璃升降器结构优化的数学模型
• 2.3.3 数学模型的求解
• 2.3.4 优化前后的数据对比分析
• 2.4 本章小结
• 3 玻璃升降器性能检测系统的总体设计
• 3.1 电动玻璃升降器性能要求
• 3.1.1 有关的术语定义
• 3.1.2 玻璃升降器的技术要求及测试方法
• 3.2 玻璃升降器各参数检测的原理
• 3.2.1 玻璃升降器检测参数的确定
• 3.2.2 玻璃升降器参数检测的原理
• 3.3 检测系统的总体设计
• 3.3.1 总体设计概述
• 3.3.2 测量方法
• 3.3.3 玻璃升降器检测系统的总体设计
• 3.4 关键器件的确定
• 3.4.1 单片机型号的选择
• 3.4.2 各传感器型号的选择
• 3.5 本章小结
• 4 玻璃升降器性能检测系统的结构设计
• 4.1 检测系统的设计原则
• 4.2 检测系统的硬件设计
• 4.2.1 单片机外围电路设计
• 4.2.2 检测系统的输入通道设计
• 4.2.3 检测系统的输出通道设计
• 4.2.4 上下位机间的通信系统的设计
• 4.3 检测系统的软件设计
• 4.3.1 检测系统的软件设计概述
• 4.3.2 软件设计语言的选择
• 4.3.3 上下位机软件的编写
• 4.4 本章小结
• 5 误差评价与数据处理
• 5.1 检测系统的工作流程
• 5.2 检测数据误差及处理
• 5.2.1 误差评价及处理
• 5.2.2 检测数据处理
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录