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一种面向汽车检测的并联式六自由度道路模拟器的研究
| 论文题名： | 一种面向汽车检测的并联式六自由度道路模拟器的研究 |
| 关键词： | 汽车检测;道路模拟器;六维并联运动平台;运动控制系统 |
| 摘要： | 汽车零部件可靠性及耐久性测试已成为汽车研发过程中的关键技术,利用室内道路模拟器进行相关测试降低了研发成本,缩短了测试周期,是加速新车型研发和提高整车性能的有效手段。本文以江苏省科技支撑计划——工业部分项目,用于汽车悬架测试的六维并联运动平台的研究与开发为背景,对并联式六自由度道路模拟器进行了相关的研究。 传统的道路路谱信息是在特定的场地中进行试验获得的,额外的增加了很多研发成本。本文结合GB/T7031-1986车辆振动输入路面平度表示方法,分析路面不平度的数学模型和提及特性,提出了三种路面不平度的时域等效模拟方法,为后期的道路路谱再现试验提供了目标信号。 提出汽车悬架测试的总体方案,将汽车单个车轮放置在道路模拟器的上平台中心位置,该道路模拟器模拟道路路谱对轮胎产生所需要的位移和力,进而完成汽车悬架的测试。平台采用全数字伺服电动缸作为六条腿传动机构,采用工控机+运动控制器+伺服控制系统架构的运动控制系统。 重点介绍了道路模拟器运动控制系统最为关键的部分—运动控制器,设计了一种基于DSP和MCX312的六轴运动控制器,控制六个伺服电机的联动,实现道路模拟器上平台精确的姿态控制。本文首先详细介绍了运动控制器的硬件设计,包括DSP与三片 MCX312的接口电路、CPLD译码片选及中断处理、外围电路、与上位机通信电路和ADC模拟电路。其次介绍了运动控制相应的软件设计,从初始化程序设计、库函数编写、通信程序设计以及上位机软件界面等方面进行了详细的阐述。在Altium Designer环境下完成原理图的设计和PCB的绘制,并通过测试验证了其功能实现和稳定性,本运动控制器可实现六轴的直线插补等功能,具有一定的通用性和市场价值。 最后,利用已设计完成的道路模拟器,结合谐波叠加法模拟产生C级路面的路面不平度,在实验室有限的环境下完成了道路模拟实验,成功实现了C级路面路谱的再现。 |
| 作者： | 叶纯杰 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 吴洪涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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