摩托車(chē)磁電機(jī)在線微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)研討

1、 HYPERLINK 摩托車(chē)磁電機(jī)在在線微機(jī)檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)的研究究與開(kāi)發(fā) 舒紅宇1 雷寶云2 岑伊萬(wàn)1（1.重慶大學(xué)學(xué)機(jī)械工程學(xué)學(xué)院，重慶 4000030；2.長(zhǎng)安福特汽汽車(chē)有限公司司，重慶 4011122）摘要：針對(duì)目前前我國(guó)磁電機(jī)機(jī)產(chǎn)品在線檢檢測(cè)設(shè)備的落落后現(xiàn)狀，采采用現(xiàn)代微機(jī)機(jī)檢測(cè)與控制制技術(shù)開(kāi)發(fā)了了一種新型的的摩托車(chē)磁電電機(jī)在線微機(jī)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)。該該系統(tǒng)采用獨(dú)獨(dú)特的設(shè)計(jì)方方法提高了檢檢測(cè)對(duì)象的裝裝夾速度和靈靈活方便性，采采用特別的信信號(hào)處理和算算法顯著提高高了摩托車(chē)磁磁電機(jī)點(diǎn)火提提前角的數(shù)字字化檢測(cè)精度度。應(yīng)用結(jié)果果表明，該檢檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行行穩(wěn)定可靠，檢檢測(cè)精度高，具具有一定的實(shí)實(shí)用性和推廣廣

2、價(jià)值。關(guān)鍵詞：磁電機(jī)機(jī)；點(diǎn)火系統(tǒng)統(tǒng)；在線；檢檢測(cè)控制 中國(guó)分類(lèi)號(hào)：TTH873.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼碼：AThe Stuudy annd Devvelopmment oof On-line Test Systeem forr Motoorcyclle Maggnet GGeneraator wwith MMicroccomputterShu Honngyu1, Lei Baoyuun2, CCen yiiwan1 (1.Collegge of Mechaanicall Engiineeriing, CChongqqing UUniverrsity, Chonngqingg 4000030,Chhin

3、a; 2.Changaan Forrd Auttomobiile Coorporaation Ltd, Chonggqing 4011222,Chiina)Abstracct: Thhis paaper ddeveloops a new ttype oof on-line test systeem forr motoorcyclle maggnet ggeneraator wwith mmodernn micrrocompputer measuure annd conntrol technnologyy. Thee faciility and eefficiiency of operattio

4、n hhas beeen immproveed duee to tthe sppeciall desiign off mechhanismm. We increease tthe prrecisiion off igniition anglee by uusing a speecial signaal proocessiing allgoritthms. The aappliccationn showws thaat thiis sysstem rruns sstablyy and accurratelyy. Thee techhnologgy andd methhods aadoptedd

5、in tthe syystem are ppractiical aand woorthy of ussing aabroadd. Keywordds: maagnet generrator, igniition systeem, onn-linee testt, meaasure and ccontrool0 引言磁電機(jī)1是是摩托車(chē)中非非常重要的部部件，它不僅僅直接為發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)統(tǒng)供給點(diǎn)火能能量，而且也也是摩_重慶市科委2004年度攻關(guān)項(xiàng)目資助（7786）作者簡(jiǎn)介：舒紅宇(1963-)，男，重慶人，工學(xué)博士，主要從事車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、汽車(chē)電子控制技術(shù)等的研究。托車(chē)其它電器電電子設(shè)備直接接或間

6、接的唯唯一電能來(lái)源源，其質(zhì)量的的好壞直接影影響到摩托車(chē)車(chē)的整體性能能發(fā)揮和可靠性。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)國(guó)摩托車(chē)行業(yè)存在重生產(chǎn)輕輕測(cè)試的傾向向，使得我國(guó)國(guó)的磁電機(jī)產(chǎn)產(chǎn)品在線檢測(cè)測(cè)技術(shù)和設(shè)備備非常落后，因因此充分利用用現(xiàn)代微機(jī)檢檢測(cè)與控制技技術(shù)研究開(kāi)發(fā)發(fā)性能更好、使使用更方便而而成本更低的的摩托車(chē)零部部件在線檢測(cè)測(cè)設(shè)備具有重重要的、較普普遍的意義。本本文將通過(guò)摩摩托車(chē)磁電機(jī)機(jī)產(chǎn)品性能的的在線檢測(cè)技技術(shù)和設(shè)備的的研究開(kāi)發(fā)，探探討其具體實(shí)實(shí)現(xiàn)的方法和和途徑，以滿滿足和提高我我國(guó)摩托車(chē)行行業(yè)零部件質(zhì)質(zhì)量控制的要要求和水平2 44。磁電機(jī)在線檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)的硬件件組成與機(jī)械械設(shè)計(jì)一個(gè)完整的在線線測(cè)試系統(tǒng)首首先應(yīng)該在

7、硬硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)上保證其測(cè)測(cè)試對(duì)象在真真實(shí)的或模擬擬的工作環(huán)境境下工作，然然后才能利用用各種測(cè)試儀器獲獲取檢測(cè)對(duì)象象的真實(shí)信息息并進(jìn)行分析析處理。本文開(kāi)發(fā)的磁電電機(jī)在線檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)硬件主主要包括了兩兩大部分：機(jī)機(jī)械模擬臺(tái)架架和測(cè)試儀器器硬件，其系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖圖1所示。機(jī)械械模擬臺(tái)架仍仍然采用目前前抽檢測(cè)試臺(tái)臺(tái)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)構(gòu)，即使用變變頻器控制的的調(diào)速電測(cè)試信號(hào)測(cè)試信號(hào)外部操作控制信號(hào)外部操作磁電機(jī)對(duì)象傳動(dòng)系變頻調(diào)速電機(jī)變頻器傳感器信號(hào)調(diào)理電路串行通訊口A/D采集卡處理器顯示器存儲(chǔ)器鍵盤(pán)鼠標(biāo)圖圖1 測(cè)試系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)機(jī)驅(qū)動(dòng)并模擬在在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸軸上磁電機(jī)的的轉(zhuǎn)動(dòng)，并設(shè)設(shè)計(jì)專(zhuān)用的電電路將磁電機(jī)機(jī)產(chǎn)生的

8、各種種信號(hào)通過(guò)整整流、濾波等等進(jìn)行調(diào)理后后輸入到A/D數(shù)據(jù)采集卡卡，然后利用用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)磁電機(jī)信號(hào)號(hào)的分析處理理。但為適應(yīng)應(yīng)在線檢測(cè)的的要求，本文文在磁電機(jī)快快速裝夾機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)方法上上進(jìn)行了探討討，具體結(jié)構(gòu)構(gòu)如圖2所示。為滿足磁電機(jī)在在線檢測(cè)的要要求，其安裝裝和檢測(cè)應(yīng)該該控制在25秒之內(nèi)，這這樣利用一人人操作的在生生產(chǎn)線上對(duì)稱(chēng)稱(chēng)布置的兩臺(tái)臺(tái)檢測(cè)設(shè)備，才才能保證在產(chǎn)產(chǎn)量為6000臺(tái)/天的生產(chǎn)節(jié)節(jié)拍，因此其其檢測(cè)效率和和裝夾時(shí)間的的要求較為苛苛刻，而目前前磁電機(jī)抽檢檢用的測(cè)試設(shè)設(shè)備采用螺釘釘固定定子于于底座和用螺螺母固定轉(zhuǎn)子子在錐軸上的的方法，不能能達(dá)到要求。為為此本文設(shè)計(jì)計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖圖2所示的

9、快速速裝夾機(jī)構(gòu)，只只需在相應(yīng)的的位置放下磁磁電機(jī)定子并并轉(zhuǎn)動(dòng)手柄將將其固緊，然然后放下磁電電機(jī)轉(zhuǎn)子并蓋蓋上箱蓋將其其壓緊即可完完成裝夾動(dòng)作作，熟練后只只需35秒就可完成成，同樣在拆拆卸時(shí)只需打打開(kāi)箱蓋，松松開(kāi)手柄就可將磁電機(jī)取取出。而且簡(jiǎn)簡(jiǎn)單更換其中中很少部件就就能適應(yīng)不同同產(chǎn)品的檢測(cè)測(cè)，縮短在線線檢測(cè)中產(chǎn)品品切換時(shí)的準(zhǔn)準(zhǔn)備時(shí)間。另外在硬件設(shè)設(shè)計(jì)上還解決決了因轉(zhuǎn)速高高而引起的高高頻振動(dòng)噪聲聲、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)穩(wěn)性和耐久性性、制造成本本等問(wèn)題。11234678910125111.1. 盒體 2. 轉(zhuǎn)子 3. 定子 4. 通用底座 5. 專(zhuān)用底座 6. 驅(qū)動(dòng)軸 7. 固緊螺桿8. 固緊螺母 9. 拉緊銷(xiāo)

10、10. 錐套 11. 固緊手柄 12. 彈簧壓緊機(jī)構(gòu)圖圖2 磁電機(jī)測(cè)試機(jī)械臺(tái)架裝夾機(jī)構(gòu)2 檢測(cè)系統(tǒng)的的軟件設(shè)計(jì)磁電機(jī)及其組組成的點(diǎn)火系系統(tǒng)的信號(hào)檢檢測(cè)和快速處處理是本在線線檢測(cè)系統(tǒng)的的另一重要方方面，本文基基于Windoows操作系統(tǒng)平平臺(tái)，使用Visuall C+66.0開(kāi)發(fā)工具和和面向?qū)ο蟮牡姆椒ㄔO(shè)計(jì)和和開(kāi)發(fā)了磁電電機(jī)在線檢測(cè)測(cè)的軟件系統(tǒng)統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了更更高的點(diǎn)火提提前角的數(shù)字字化檢測(cè)精度度、更好的用用戶界面、更更豐富的功能和可擴(kuò)展性、可重用用性、可維護(hù)護(hù)性，并具有有聲音提示報(bào)報(bào)警和統(tǒng)計(jì)分分析等功能。2.1 面向?qū)?duì)象技術(shù)和方方法的應(yīng)用本文采用現(xiàn)代代面向?qū)ο? (OObjectt-Orieen

11、ted，簡(jiǎn)稱(chēng)OO)技術(shù)的思想想和方法，對(duì)對(duì)磁電機(jī)在線線檢測(cè)的軟件件系統(tǒng)進(jìn)行了了設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)發(fā)。面向?qū)ο笙蠹夹g(shù)的觀點(diǎn)點(diǎn)基于一種直直觀的思維方方式，以一種種自然的方法法描述客觀世世界，把客觀觀世界的事物物看成一個(gè)個(gè)個(gè)不同的對(duì)象象，每一個(gè)對(duì)對(duì)象都有自己己的屬性和方方法，對(duì)象之之間采用消息息等機(jī)制進(jìn)行行通信。其基基本的特征有有數(shù)據(jù)抽象、封裝、繼承、多態(tài)及消息通信等，比之面向過(guò)程的方法在開(kāi)發(fā)效率、代碼的可重用性、軟件的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性等方面具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。CMagObject測(cè)試對(duì)象數(shù)據(jù)類(lèi)812PGComm CMagFuncCFre500CWaveMonitor CSerialCommCWaveDCMa

12、gObject測(cè)試對(duì)象數(shù)據(jù)類(lèi)812PGComm CMagFuncCFre500CWaveMonitor CSerialCommCWaveDeviceA/D板卡接口類(lèi)數(shù)據(jù)處理類(lèi)變頻器控制類(lèi)串口通信類(lèi)波形顯示類(lèi)音頻操作類(lèi) 圖圖3 磁電機(jī)在線檢測(cè)系統(tǒng)軟件的主要封裝類(lèi)本文設(shè)計(jì)的磁電電機(jī)在線檢測(cè)測(cè)系統(tǒng)的對(duì)象象如圖3所示，圖中中的對(duì)象包括括了系統(tǒng)的測(cè)測(cè)試、處理、控控制、結(jié)果的的表達(dá)與存儲(chǔ)儲(chǔ)等過(guò)程，分分別使用動(dòng)態(tài)態(tài)鏈接庫(kù)、COM組件、C+中的類(lèi)和模模板等形式進(jìn)進(jìn)行代碼的封封裝。在這些些對(duì)象的具體體實(shí)現(xiàn)中，如如串行通信和和聲音提示等等，大部分都都直接使用了了底層的Windoows API函數(shù)，與其他他使用第三

13、方方控件和接口口實(shí)現(xiàn)的方式式相比，使用用更靈活、功功能更強(qiáng)大、運(yùn)運(yùn)行效率更高高。2.2 檢測(cè)系系統(tǒng)軟件架構(gòu)構(gòu)方法本文充分采用了了MFC的 Docuument/View軟件架構(gòu)思思想，利用由由CDocuument派派生的CMagOObjectt表達(dá)和封裝裝測(cè)試對(duì)象的的數(shù)據(jù)內(nèi)容，用CView派生的CWaveMonitor表達(dá)和封裝測(cè)試對(duì)象的多種外觀和視覺(jué)側(cè)面，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理與表達(dá)分開(kāi)，使程序結(jié)構(gòu)更清晰，開(kāi)發(fā)效率更高。外部操作外部操作存儲(chǔ)器CWaveMonitor音箱顯示器CWaveDeviceCSerialCommCFre500812PGCommCMagFuncCMagObject生成測(cè)試文件

14、圖4對(duì)象間的通信和連接關(guān)系在VC中Doccumentt/Vieww結(jié)構(gòu)主要有有兩種實(shí)現(xiàn)方方式：SDI（Single DDocumeent Innterfaace，單文檔界界面） 和MDI（Multiiple DDocumeents IInterfface，多文檔界界面），VC的Appliicatioon Fraameworrk會(huì)根據(jù)用戶戶選擇自動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)生代碼框架架，使用非常常方便。其中中SDI只支持一種種文檔結(jié)構(gòu)，一一個(gè)SDI程序一次只只能處理一個(gè)個(gè)文檔對(duì)象；MDI接口可支持持多種文檔，并并可同時(shí)處理理多個(gè)文檔對(duì)對(duì)象。本文采采用了MDI結(jié)構(gòu)，以便便今后測(cè)試對(duì)對(duì)象的擴(kuò)展。具具體對(duì)象間的的通信和連接

15、接關(guān)系如圖4所示。檢測(cè)系系統(tǒng)軟件界面面如圖5所示。2.3 磁電機(jī)機(jī)在線檢測(cè)系系統(tǒng)的點(diǎn)火提提前角測(cè)試算法6為保證測(cè)試結(jié)果果的準(zhǔn)確性、可可靠性、穩(wěn)定定性以及滿足足在線檢測(cè)的的效率要求，本本文對(duì)點(diǎn)火提提前角、充電電電壓、電流流等檢測(cè)的算算法上進(jìn)行了了改進(jìn)和探討討，以點(diǎn)火提提前角的檢測(cè)測(cè)算法的探討討為例說(shuō)明如如下：檢測(cè)采樣到點(diǎn)火火原始信號(hào)波波形如圖6所示，其中中x0，x2位置處的負(fù)負(fù)脈沖表示磁磁電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位位置信號(hào)，而而x1表示點(diǎn)火時(shí)時(shí)刻位置。理理論上，點(diǎn)火火提前角可用用下式計(jì)算得得到： 其中為固定的的修正值。但但由于最高采采樣頻率受到到AD卡的限制以以及轉(zhuǎn)速波動(dòng)動(dòng)、噪聲的影影響，實(shí)際中中x0，x1，

16、x2位置很難精精確確定，因而點(diǎn)火火提前角的檢檢測(cè)存在誤差差并且不同的的信號(hào)周期具具有波動(dòng)，為為此，本文提提出了曲線擬擬合搜索法。如圖6所示，首首先根據(jù)原始始信號(hào)的特征征構(gòu)造一條擬擬合的規(guī)則的的曲線去逼近近原始信號(hào)，然然后將x0，x1和x2的搜索確定定轉(zhuǎn)變成對(duì)yy0，y1和y2的確定。而而規(guī)則曲線的的構(gòu)造方法如如下：根據(jù)原始信號(hào)號(hào)特征構(gòu)造轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位方波和點(diǎn)點(diǎn)火脈沖三角角波，然后在在一定的范圍圍內(nèi)橫向移動(dòng)動(dòng)方波和三角角波的位置，同同時(shí)對(duì)方波和和三角波的寬寬度進(jìn)行拉伸伸和壓縮，將將每改變一步步得到的擬合合曲線與原始始信號(hào)進(jìn)行卷卷積并將得到到的結(jié)果記錄錄下來(lái)進(jìn)行比比較，其中最最小值所對(duì)應(yīng)應(yīng)的曲線就是是最佳

17、擬合曲曲線。x0 x1x2y0y1y2圖6 測(cè)量點(diǎn)火提前角的信號(hào)點(diǎn)火脈沖信號(hào)實(shí)踐證明，使使用該方法能能夠顯著提高高點(diǎn)火提前角角的檢測(cè)精度度和穩(wěn)定性。另x0 x1x2y0y1y2圖6 測(cè)量點(diǎn)火提前角的信號(hào)點(diǎn)火脈沖信號(hào)3 結(jié)論本文將開(kāi)發(fā)的摩摩托車(chē)磁電機(jī)機(jī)在線微機(jī)檢檢測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品品（整體外觀觀如圖7所示）的測(cè)測(cè)試結(jié)果與進(jìn)進(jìn)口的磁電機(jī)機(jī)檢測(cè)設(shè)備上上的測(cè)試結(jié)果果進(jìn)行了比較較，得到各個(gè)個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目中中最大的誤差差在4以內(nèi)，同同時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定定可靠，使用用方便，測(cè)試試效率高而成成本大幅度降降低，實(shí)現(xiàn)并并達(dá)到了大批批量磁電機(jī)生生產(chǎn)的在線檢檢測(cè)的要求。目目前該在線檢檢測(cè)系統(tǒng)已成成功交付生產(chǎn)產(chǎn)廠家使用并并得到用戶好好評(píng)，

18、證明了了其適用性和和可靠性。開(kāi)發(fā)過(guò)程中中所提出的技術(shù)術(shù)和方法可以以在類(lèi)似產(chǎn)品品的在線檢測(cè)測(cè)中推廣應(yīng)用用。參考文獻(xiàn)：1 任立環(huán)環(huán). 摩托車(chē)磁磁電機(jī)技術(shù)現(xiàn)現(xiàn)狀和展望A. 小型內(nèi)燃燃機(jī), 19999,28(6)：41-42.2 李捷輝輝.采用單片機(jī)機(jī)實(shí)現(xiàn)摩托車(chē)車(chē)磁電機(jī)性能能的測(cè)試A，小型內(nèi)燃燃機(jī)，1999,28(6):23-2273 趙德安安，李金伴.磁電機(jī)性能能智能測(cè)試臺(tái)臺(tái)的研制A，電氣傳動(dòng)動(dòng)，1998年第3期:35-3394 李旭輝輝,肖沙里，吳吳占民.磁電機(jī)實(shí)時(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)B，自動(dòng)化與與儀表，2002年第4期:41-4435 Chuung, C. M.; Leee, M. C., OObjectt-orieented p