基于工控机的车辆底盘测功机测控系统研究

　　MCG-200型车辆底盘模拟测功机( 以下简称底盘测功机)在室内完成车辆经济性试验、动力性试验、排放性能评价与分析、可靠性试验以及与车辆传动系有关的专项试验，是汽车和农用运输车试验研究、产品开发、质量检测等所必须的大型设备。底盘测功机集机械、电子、计算机以及通信技术为一体，通过电模拟方法在室内模拟汽车道路行驶工况。由于底盘测功机具有大惯量、大滞后、非线性等特点，采用常规PID控制算法已无法满足动态加载要求。

　　本文采用模糊自适应PID算法改进测功机的电模拟性能;另外，还采用基于研华工控机IPC-610的测控系统解决方案，建立了灵活、适应性以及鲁棒性强的测控平台，达到了测试精度要求，为室内车辆性能测试奠定了基础，为建立测控平台提供了一种参考方法。

　　1、测功机工作原理

　　进行车辆测试时，可根据车辆的型号、变速挡位和试验项目由工控机选择合适的负载电阻值挡位，根据不同的试验项目和试验要求，调用相应的控制程序，由工控机实现系统的加载给定值与转矩反馈值比较，或与车速反馈值比较构成双闭环的恒转矩加载自动控制系统，或构成双闭环的恒速加载自动控制系统;内环均由外环调节输出量(由工控机模糊PID控制器输出)并为给定值与负载电流传感器输出的反馈信号比较，其输出信号调节主可控硅元件的导通角，使测功发电机的励磁电流达到恒转矩加载或恒速加载所要求的数值。而系统可由工控机根据拟合各种车型不同工况下的道路运行负载阻力特性曲线自动输出加载给定值，从而自动完成模拟道路运行的性能测试。

　　2、测控系统

　　2.1 基本组成

　　测功机测控系统结构框图如图1所示，主要由拉压传感器、多路温度传感器、振动传感器、光电隔离脉冲计数板、油耗传感器、研华IPC-610工控机、多路信号处理器及分配器、光电隔离AD/DA板、研华PCL-836, 及PCL-812PG数据采集板等组成。

图1 测控系统结构框图

　　2.2 工控机与数据采集卡

　　工控机是一种具有特殊性能的计算机，能在恶劣的工作环境下，保证系统的连续稳定工作，并能承受环境中的高( 低)温、冲击、振动、电磁干扰、潮湿、粉尘等不利因素。本系统采用研华工控机，其稳定性高、可靠性强，底板有4个PCI槽和9个ISA槽，完全满足底盘测功机测控系统扩展要求。信号采集和处理分别选用PELD-782B，PCL-836, PCL-812PG以及PCLD-780。PCLD-782B为24/16通道脉冲输入光电隔离板，实现脉冲信号的隔离、整形，增强系统抗干扰能力;PCL-836包括,6个独立的/16位计数器，最大输入频率达10MHz;PCL-812提供16路模拟量输入、16路数字量输入、输出以及两路模拟信号输出，根据需求可以调节模拟信号的输出范围;PCLD-780为接线端子，提供20路模拟/数字量输入、输出接线端。