基于VB的减震器性能测试系统的设计

马跃博，张聪

（西华大学交通与汽车工程学院，汽车工程四川省重点实验室，四川 成都 610039）

基于VB的减震器性能测试系统的设计

马跃博，张聪

（西华大学交通与汽车工程学院，汽车工程四川省重点实验室，四川 成都 610039）

本文介绍了一种基于VB的减震器性能测试系统。分析了系统的硬件和软件组成，重点探讨了对采集的数据进行标定与滤波处理。试验表明，该系统操作简单，效果良好，能满足测试的要求。

VB；信号采集；滤波

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

引言

减震器作为汽车的一个重要部件，对整车安全性和舒适性有重要影响。合理的设计减震器的阻尼系数和刚度，对改善减震器的性能有重要作用。利用VB借助硬件厂家提供的USB数据采集卡，可以在短周期来开发出功能强大的数据采集分析系统。本文就是在此基础上，设计了数据采集与处理系统，可以实现良好的滤波效果，且抗干扰能力强，操作简单。

1、系统的组成

1.1 系统的硬件架构

信号采集是把能反映出被监测对象特征的数据信号送人采集硬件系统．并经过初步处理，然后送到上位机进行显示和分析[1]。本系统是针对汽车减震器的性能进行测试。需要的参数有阻尼力、位移和速度。传感器将采集到得电信号输入USB数据采集卡，采集卡通过USB接口与计算机相连接，进行采样、读取数据，并实时显示波形图。本系统中硬件由USB数据采集卡、一阶低通滤波电路板、笔记本电脑和力、位移和速度传感器组成[2]。其结构图如图1所示。

1.2 系统的软件设计

启动进人系统后，需要选择采集卡的硬件参数：包括通道选择、采样频率选择、采样长度设定、采集卡电压量程的设定等。在硬件配置完成之后，采集启动功能键变为有效。采集启动后，采集到的数据会以动态的数字和图形显示出来，同时也把原始数据存入电脑的硬盘中，然后进入数据处理的界面，对各个通道的数据进行标定、保存和画图[3]。流程图如图2所示。软件的运行流程图如图3所示。

2、数据采集与处理

由于数据采集卡采集到得数据都是电压信号，而实际需要的数据是力、位移和速度的变化。因此需要对采集到得数据进行标定和保存，然后绘制波形图，最后画出示功图。根据需要进行滤波处理。最后保存图片和数据。

2.1 数据采集

数据采集的主要代码如下：

2.2 数据处理

首先将各个通道的数据根据各自传感器的标定系数进行标定。

其次根据各个通道标定后的数据绘制波形图，观察每个参数的波形，根据需要，进行滤波处理。滤波的方法有很多，比如算数平均滤波、一阶低通滤波、限幅滤波等等。本文中主要采用的有算术平均滤波与一阶低通滤波电路相结合的方式[4]。

算数平均滤波是指连续取N个采样值进行算术平均运算的一种滤波方法。适用于对一般具有随机干扰的、采样点数较多的信号进行滤波，但是会使滤波后的数据减少，并且对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用，比较浪费RAM。其主要代码如下所示：

即对相近的8个点求算术平均值，将其放入一维数组中。此时每个通道的数据将会减少8倍。所以要根据采样点数的多少来选择N的值，N值选择过大，信号平滑度较高，但灵敏度较低；N值选择过小，信号平滑度较低，但灵敏度较高。

一阶低通滤波电路对周期性干扰具有良好的抑制作用，适用于波动频率较高的场合，但具有一定的滞后作用，灵敏度较低，不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号。低通滤波电路为：

采用算术平均滤波与一阶低通滤波相结合的方法，结合了两种滤波方法的优点，既减小了随机信号所造成的干扰，又很好的抑制了周期性干扰对采集的数据所产生的影响。

其中阻尼力的波形图如图4所示。经过算术平均滤波、一阶低通滤波电路和一阶低通滤波电路与算术平均滤波相结合的方法滤波后的位移波形图，分别如图5、图6 和图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

马跃博，研究生，就读于西华大学，主要从事汽车性能测试与仿真方面的研究。