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在虚拟仪器中，使用相同的硬件系统，通过不同的软件编程，就可以实现功能完全不同的测量仪器。对于转鼓实验台动力性测试的多功能测试要求，用户可以根据各测试功能的需要将具有一种或多功能的通用模块相结合, 并且调用不同功能的软件模块, 就能完成不同的测试任务。转鼓实验台测控系统Lab Windows/CVI程序的基本任务有3个：①通过软件编程设计各种测量模块, 完成各种测量任务的程序设计；②通过软件编程输出交流电机所需的激磁电流放大信号，控制交流电机的加载；③为各测试功能模块设计相应的面板, 并按转鼓实验台的试验要求设计结果显示系统。图2为汽车转鼓实验台测控软件的前面板图。

图2 汽车转鼓实验台测控软件前面板

5.1 信号采集模块

Lab Windows/CVI为大多数数据采集卡、总线等相关设备提供了驱动程序，在使用过程中只要安装了驱动程序，就可以调用相关的函数完成对设备的初始化、配置等操作。对于中泰USB7333数据采集卡，由于Lab Windows/CVI提供的仪器驱动程序无法直接驱动，故采用直接操作端口地址法，用C语言提供的端口输入函数inp ( )、inpw( )和端口输出函数outp ( )、outpw( )对系统板端口直接操作，以实现底层I/O驱动。

5.2 加载阻力计算模块

加载阻力计算模块的输入为滑行实验获得的模型系数、车速、滚筒半径、整车质量以及质量换算系数。此模块的功能是把速度信号按等距离离散化生成一系列数列，然后对生成的数列每相邻两点进行微分，近似求出该段中点处的导数，然后输出各点导数即为角加速度数列。得到加速度数值后，再按上文的加载阻力计算公式以图形化程序进行计算即可得到模拟的加载阻力作为此模块的输出。加载阻力计算原理图如图3所示。

图3 加载阻力计算原理图

5.3 控制信号输出模块

由永磁同步电机在两相坐标系下的数学模型可知：在极对数和反电势系数不变的情况下，交流电机的输出电磁转矩和定子电流的轴分量呈线性关系。即一定的模拟加载阻力矩对应一定大小的模拟励磁电流。由行驶阻力计算模块计算出的模拟加载阻力矩为控制量的输出信号，对这个输出量进行标定后，由得到相应的模拟励磁电流。得到的励磁电流信号将通过指定的数据采集卡输出通道输出给信号处理及电路转换系统。

6 结论

由虚拟仪器技术构建的转鼓实验台测控系统主要由数据采集系统和基于Lab Windows/CVI的加载阻力模拟程序构成。在普通PC机的硬件平台上，对虚拟仪器的硬件和软件进行一定的配置后，就可以通过加载设备对模拟车辆行驶阻力进行实时的控制，从而较精确地模拟车辆的行驶状况。与传统转鼓实验台的测控系统相比，基于虚拟仪器技术的测控系统结构简单，硬件驱动均有相应的配套软件给予支持。同时，基于Lab Windows/CVI的程序编程工作量相对较小，便于调试和修改。通过虚拟仪器构成的转鼓实验台演示系统也可以借助普通PC机的显示器进行实时显示，数据的存储和打印，也可以通过Lab Windows/CVI相应功能模块方便地完成。

参考文献

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关键词： 车转鼓实验台 测控系统 Lab