一種基于計算機(jī)的電控發(fā)動機(jī)故障模擬實驗臺設(shè)計

在調(diào)理電路板上，來自電控發(fā)動機(jī)傳感器的信號被放大或分壓，經(jīng)低通濾波和高通濾波，把降噪后的信號限幅后，送到輸出級。輸出信號被限幅在±5 V范圍內(nèi)，能滿足A／D轉(zhuǎn)換電路板對輸入信號幅值的要求。調(diào)理電路板的信號處理流程如圖4所示。

A／D轉(zhuǎn)換電路板選用了低成本的單端輸入32路PCI采樣卡，安裝在計算機(jī)的PCI插槽內(nèi)，轉(zhuǎn)換精度是12位。PCI總線的A／D采樣卡以其成熟的技術(shù)和低廉的價格在電子產(chǎn)品質(zhì)量控制、信號采集、過程控制和伺服控制等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。調(diào)理后的模擬信號在A／D轉(zhuǎn)換電路板上完成模／數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的結(jié)果從PCI總線送入計算機(jī)CPU進(jìn)行軟件處理。為了確保對電控發(fā)動機(jī)傳感器波形的采樣不失真，采樣卡的A／D轉(zhuǎn)換時間小于1．2μs。選用具有32路循環(huán)采樣功能、帶FIFO緩沖存儲器的采樣卡，能有效地降低設(shè)備配置成本。
故障執(zhí)行電路板主要完成電控發(fā)動機(jī)的故障模擬功能。以單片機(jī)為核心的故障執(zhí)行電路板上，設(shè)計按裝了多個小型繼電器。繼電器的常閉觸點串接在ECU外部的傳感器回路、執(zhí)行器回路和電源回路中。當(dāng)計算機(jī)通過串行口發(fā)出故障設(shè)置指令時，故障執(zhí)行電路板接收并控制對應(yīng)的板載繼電器線圈通電，繼電器吸合，常閉觸點斷開，切斷部分發(fā)動機(jī)電路，完成了故障模擬。
2．2 軟件設(shè)計
電控發(fā)動機(jī)故障模擬實驗臺的計算機(jī)上按裝了Windows XP操作系統(tǒng)。為了兼顧人機(jī)對話和測量的實時性，軟件采用了C++ Bulider 6．0編寫，具有較高的代碼效率和友好的人機(jī)界面。軟件由主程序、數(shù)據(jù)采集和串口信息處理3個模塊組成。
2．2．1 主程序
主程序負(fù)責(zé)圖形界面顯示和人機(jī)對話操作，主要包括：發(fā)動機(jī)電路原理圖顯示、菜單顯示、對話框顯示、鼠標(biāo)處理、單選框和復(fù)選框處理等模塊。在C++Builder軟件中提供了大量的界面設(shè)計控件，僅需拖放就可以完成大部分界面設(shè)計工作，具有框架代碼自動生成功能。這種所見即所得的設(shè)計模式，極大降低了圖形界面的軟件設(shè)計難度。