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汽车电子节气门电机无负载测试系统
| 论文题名： | 汽车电子节气门电机无负载测试系统 |
| 关键词： | 汽车发动机;电子节气门;电机参数;无负载测试系统 |
| 摘要： | 由于汽车电子节气门（electronic throttle control）电机测试参数较多，加载法测试系统根据不同参数测量要求需安装相应测试装置，存在操作复杂、测试周期长等缺陷，难以满足ETC电机在生产线等快速质检场合的测试要求。本文设计了一套适用于快速质检场合的ETC电机无负载测试系统。系统在空载工况下，采集工作电压和电流信号，经FFT分析和模型辨识计算，完成转速、转矩常数等参数的测试，大大缩减了ETC电机的测试周期，降低了测试人员的技术成本，提升了测量结果的准确性。 首先，在研究了国内外现有电机测试系统的基础上，结合ETC电机特性，推导电机转速与电流脉动换向频率间的关系，并确定满足电流脉动信号特征的换向频率求取方法。基于空载二点法，在空载电流、电压、转速参数测量的基础上，完成电机电阻、电势常数、摩擦转矩和粘摩擦系数的测量。基于阶跃电压响应的电流模型数据与实测电流数据进行参数辨识，实现转子转动惯量和电感的测量。在上述参数测量基础上，推导ETC电机如转矩常数、时间常数等性能指标的测量方法，实现特性曲线绘制。 其次，根据ETC电机无负载测试要求，完成系统的硬件设计。硬件部分包括以STM32F103ZET6芯片为核心的嵌入端板卡、电机正/反转切换驱动器和线性程控开关电源。嵌入端板卡设计了模拟量采集电路、CAN通信电路、数字量输出电路等外围模块电路。在嵌入式测控板卡硬件基础上确定了测试系统中程控电源和电机正/反转方向控制模块的选型标准。 然后，在硬件系统设计完成的基础上，设计满足测试规范的软件。软件部分包括嵌入式端下位机软件和工控机端上位机软件。下位机软件基于STM32F103ZET6芯片，实现工作电压、电流信号的准确采集；CAN数据通信；ETC电机正/反旋转测试方向切换等功能。上位机软件通过Visual Studio2013进行人机界面程序编程，实现程控电源控制、数据传输与计算、测试结果直观显示、文件的读写操作等功能。为建立上位机与下位机间稳定且高效的数据通信，结合CAN总线协议规范设计了一套满足测试要求的CAN总线协议。 最终，在搭建的无负载测试系统下进行ETC电机参数测试实验，将无负载测试参数测量结果与其他不同测试方法下的参数测试结果进行对照分析。实验证明，ETC无负载测试系统的测量结果具有较高准确性。 |
| 作者： | 祝壮 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 韩强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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