基于VB的減震器性能測試系統的設計

馬躍博，張聰

（西華大學交通與汽車工程學院，汽車工程四川省重點實驗室，四川 成都 610039）

基于VB的減震器性能測試系統的設計

馬躍博，張聰

（西華大學交通與汽車工程學院，汽車工程四川省重點實驗室，四川 成都 610039）

本文介紹了一種基于VB的減震器性能測試系統。分析了系統的硬件和軟件組成，重點探討了對采集的數據進行標定與濾波處理。試驗表明，該系統操作簡單，效果良好，能滿足測試的要求。

VB；信號采集；濾波

CLC NO.: U467.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)02-96-03

引言

減震器作為汽車的一個重要部件，對整車安全性和舒適性有重要影響。合理的設計減震器的阻尼系數和剛度，對改善減震器的性能有重要作用。利用VB借助硬件廠家提供的USB數據采集卡，可以在短周期來開發出功能強大的數據采集分析系統。本文就是在此基礎上，設計了數據采集與處理系統，可以實現良好的濾波效果，且抗干擾能力強，操作簡單。

1、系統的組成

1.1 系統的硬件架構

信號采集是把能反映出被監測對象特征的數據信號送人采集硬件系統．并經過初步處理，然后送到上位機進行顯示和分析[1]。本系統是針對汽車減震器的性能進行測試。需要的參數有阻尼力、位移和速度。傳感器將采集到得電信號輸入USB數據采集卡，采集卡通過USB接口與計算機相連接，進行采樣、讀取數據，并實時顯示波形圖。本系統中硬件由USB數據采集卡、一階低通濾波電路板、筆記本電腦和力、位移和速度傳感器組成[2]。其結構圖如圖1所示。

1.2 系統的軟件設計

啟動進人系統后，需要選擇采集卡的硬件參數：包括通道選擇、采樣頻率選擇、采樣長度設定、采集卡電壓量程的設定等。在硬件配置完成之后，采集啟動功能鍵變為有效。采集啟動后，采集到的數據會以動態的數字和圖形顯示出來，同時也把原始數據存入電腦的硬盤中，然后進入數據處理的界面，對各個通道的數據進行標定、保存和畫圖[3]。流程圖如圖2所示。軟件的運行流程圖如圖3所示。

2、數據采集與處理

由于數據采集卡采集到得數據都是電壓信號，而實際需要的數據是力、位移和速度的變化。因此需要對采集到得數據進行標定和保存，然后繪制波形圖，最后畫出示功圖。根據需要進行濾波處理。最后保存圖片和數據。

2.1 數據采集

數據采集的主要代碼如下：

2.2 數據處理

首先將各個通道的數據根據各自傳感器的標定系數進行標定。

其次根據各個通道標定后的數據繪制波形圖，觀察每個參數的波形，根據需要，進行濾波處理。濾波的方法有很多，比如算數平均濾波、一階低通濾波、限幅濾波等等。本文中主要采用的有算術平均濾波與一階低通濾波電路相結合的方式[4]。

算數平均濾波是指連續取N個采樣值進行算術平均運算的一種濾波方法。適用于對一般具有隨機干擾的、采樣點數較多的信號進行濾波，但是會使濾波后的數據減少，并且對于測量速度較慢或要求數據計算速度較快的實時控制不適用，比較浪費RAM。其主要代碼如下所示：

即對相近的8個點求算術平均值，將其放入一維數組中。此時每個通道的數據將會減少8倍。所以要根據采樣點數的多少來選擇N的值，N值選擇過大，信號平滑度較高，但靈敏度較低；N值選擇過小，信號平滑度較低，但靈敏度較高。

一階低通濾波電路對周期性干擾具有良好的抑制作用，適用于波動頻率較高的場合，但具有一定的滯后作用，靈敏度較低，不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號。低通濾波電路為：

采用算術平均濾波與一階低通濾波相結合的方法，結合了兩種濾波方法的優點，既減小了隨機信號所造成的干擾，又很好的抑制了周期性干擾對采集的數據所產生的影響。

其中阻尼力的波形圖如圖4所示。經過算術平均濾波、一階低通濾波電路和一階低通濾波電路與算術平均濾波相結合的方法濾波后的位移波形圖，分別如圖5、圖6 和圖7所示。

The Design of Performance Test System of Shock Absorber Based on VB

Ma Yuebo, Zhang Cong
(School of Transportation and Automotive Engineering, Xihua University, Sichuan Key Laboratory of Automobile Engineering, Sichuan Chengdu 610039)

This paper described a performance test system of shock absorber based on VB. the hardware and software components of hardware and software of this system were analyzed, and this paper focused on calibrating and filtering the data. The test showed that not only is this system easy to operate, but also it has a good effect. So it can meet the test requirements.

VB; Signal acquisition; filtering

U467.4

A

1671-7988(2015)02-96-03

馬躍博，研究生，就讀于西華大學，主要從事汽車性能測試與仿真方面的研究。