客車用盤式制動(dòng)閘制動(dòng)性能檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(1) (2) (3) 表 1 代碼變量計(jì)劃 變量 溫度（Z1）t/ 速度（Z2）v/(ms-1） 壓強(qiáng)（Z3）p/MPa- 80 0.3 0.7 90 0.4 0.9 85 0.35 0.8 5 0.05 0.1函數(shù) 摩擦因素的衰減方程由以下方程給出： (4) (5)這里， -衰減系數(shù)表 2 摩擦因素的多線性變量衰退分析 i=1,2,3 (6) ji (7) 這里 N-實(shí)驗(yàn)數(shù)字，N=8 M-相同實(shí)驗(yàn)中的重復(fù)數(shù)字，M=3衰減方程系數(shù)的測(cè)試通過以下方程獲得： (8) (9)摩擦因素的衰減方程為： (10)如果溫度t,速度v,壓強(qiáng)p代替以變量,則得到摩擦因素新的方程： (11)1.2 熱轉(zhuǎn)移系數(shù)的影響摩擦材料的表面有允許冷卻液流動(dòng)的凹槽。 熱轉(zhuǎn)移系數(shù)分布將會(huì)隨著凹槽式樣和徑向的位置而極大的改變。 即使熱發(fā)散的分布在沿著徑向是均勻的, 熱墊片的變形由于熱轉(zhuǎn)移系數(shù)的變化，也將會(huì)是非均勻的。 因此在冷卻液和鋼板之間的熱轉(zhuǎn)移系數(shù)也是機(jī)械熱現(xiàn)象影響因素之一。 首先, 拋物線的流程需要被定義。如果在那里存在一個(gè)三維空間流量的主方向 , 動(dòng)力的散布,熱,質(zhì)量，等等，能在這些方向被疏忽。 如果沒相反的流程,這個(gè)流程叫做拋物線的流程。在引進(jìn)在凹槽熱轉(zhuǎn)移問題上的數(shù)學(xué)方程之前，確定簡(jiǎn)單假定的描述將會(huì)單個(gè)凹槽的層流流動(dòng)和熱轉(zhuǎn)移的數(shù)學(xué)分析中給出（圖2）。圖 2 (1)在主要的流動(dòng)方向, 熱發(fā)散和重量都被疏忽，而且對(duì)流是冷卻液流動(dòng)和板塊之間的熱傳遞的主要因素。 (2)因?yàn)樵阡摪搴鸵约垶榛A(chǔ)的摩擦片之間的熱傳導(dǎo)率極大的不同, 所以大部份在制動(dòng)期間產(chǎn)生的熱被鋼板吸收。 在摩擦片和冷卻液之間的熱傳導(dǎo)率能被認(rèn)為等于零。上述的假定能減少訂單數(shù)目的計(jì)算量。 三維空間的流程將會(huì)被轉(zhuǎn)化為一系列的二維空間的流程。 在笛卡爾坐標(biāo)系 中x ， y, z（圖 2） 被解決如下。 連續(xù)性 (12)Navier-stokes 方程：在 x=0 , 0yd; u=0,v=0在 x=b , 0yd; u=0,v=0在 y=0 , 0xb; u=0,v=0在 y=d , 0xb; u=0,v=0 (13)這里 u,v,w -在x,y,z方向的速度的組成 b,d,l -凹槽的寬度，深度和長(zhǎng)度 -油液密度 -動(dòng)態(tài)黏度 pf -液流壓強(qiáng) X,Y,Z -在x,y,z方向的重力u和 v 的結(jié)果能通過使用有限的不同方法的數(shù)字解決而獲得。速度 w 的整個(gè)分布能從下列方程式中獲得。 (14)在 x=0 或 x=b, 0yd; w=0在 y=0 或 y=d, 0xb; w=0 (15)當(dāng)?shù)谝粋€(gè)假設(shè)滿足，則等于零。溫度分布能從以下方程式中獲得。在 y=d, 0xb; t=tm在 y=0, 0xb; =0在 x=0, 0yd; =0在 x=b, 0xb; =0在 z=0, 0xb 0yd; t= (16)這里-鋼板的溫度 -冷卻液的初始溫度 -平常溫度的斜率 -液體的具體的熱度 -冷卻液的導(dǎo)熱率基于冷卻液的速度場(chǎng)能通過方程 （12） 到 （15）而得到, 每一個(gè)相連部分的溫度分布能藉著有限不同方法通過方程（16）獲得。 根據(jù)在表 3 所顯示出的參數(shù), 當(dāng) z 等于 35.5 毫米和 71 毫米的時(shí)候。 結(jié)果如圖 3 所示。在正常的鋼板和冷卻液之間方向的平均溫度的梯度是由下列圖表給定的。 圖 3 在z = 35.5 mm和z = 71 mm時(shí)的溫度域 (17) 表 3 結(jié)構(gòu)和物理參數(shù)摩擦片的內(nèi)部半徑/mm 160.5摩擦片的內(nèi)部半徑/mm 231.5油液凹槽的寬度 b/mm 3.18油液凹槽的深度 d/mm 0.64油液凹槽的長(zhǎng)度 l/mm 71在單個(gè)凹槽中的油液質(zhì)量流動(dòng)率m/(kgs-1 ) 3.24冷卻液的初始溫度 50液體的具體的熱度 2177-冷卻液的導(dǎo)熱率 0.126最后，熱傳遞系數(shù)沿著徑向通過方程 (18) 計(jì)算的: (18)被定義為如性質(zhì)上的溫度并通過下列方程計(jì)算: (19)圖 4 舉例說明在徑向的多個(gè)平行的凹槽熱移動(dòng)系數(shù)的分布。 它顯示在摩擦片的內(nèi)部附近的冷卻效果顯然地是比較好的超過一在外部附近。 在設(shè)計(jì)一個(gè)濕制動(dòng)器時(shí)，巨大的熱發(fā)散應(yīng)該在內(nèi)部附近產(chǎn)生來確保沿著板塊的徑向墊片的熱變形是均勻的。 圖 4 制動(dòng)器的幾何和材料參數(shù)2 機(jī)械熱現(xiàn)象的 FEA 模型 在圖 1 所示的方案能在圖 5描述。它主要地包括摩擦片，鋼板，一個(gè)對(duì)立板塊和一個(gè)活塞。為了要建立有關(guān)的 FEA 模型,下列的關(guān)鍵點(diǎn)需要被考慮。(1)多個(gè)圓盤濕制動(dòng)器的最重要的結(jié)構(gòu)特征是摩擦片和鋼板之間的間隙。 為了計(jì)算在摩擦副之間的壓力分布, 間隙被使用。 有間隙的 FEA 模型會(huì)成為一個(gè)非線性模型。(2)摩擦因素不是常數(shù)。 它將會(huì)隨著像板塊的表面溫度 t ，滑動(dòng)速度v 和襯套壓力 p 不同的使用條件而改變。(3)在冷卻液和鋼板之間的熱轉(zhuǎn)移系數(shù)在徑向不是一個(gè)常數(shù)。在 FEA 模型中，每個(gè)部分被假設(shè)成一個(gè)線性彈性物體。系統(tǒng)的外力包括作用在活塞上的液體的壓力 p和通過在軸方向的浮液而作用在對(duì)立板上的支承力。 液體的壓力 p 依下列各項(xiàng)被定義無尺寸的量綱。 (20)這里 F-作用于活塞的應(yīng)力 A-單個(gè)摩擦表面的接觸面積 P-襯套壓力 圖 5 多個(gè)圓盤濕制動(dòng)器的組合圖 當(dāng)多個(gè)圓盤濕制動(dòng)器的幾何學(xué)的和物質(zhì)參數(shù)在表 4 中給出的時(shí)候. 表 4 制動(dòng)器的幾何和材料參數(shù)鋼板的厚度g/mm 2.4摩擦片的厚度g+2/mm 2.74+21.18油管的實(shí)際半徑/mm 174鋼的彈性系數(shù) 200摩擦材料的彈性系數(shù) 2.1鋼的關(guān)比率 0.3摩擦材料的關(guān)比率 0.2油液壓強(qiáng) 2.5 為了核對(duì) FEA 模型, 在開始的襯套壓力分布方面的實(shí)驗(yàn)被完成。 有限元素的分析和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如圖 6 所示。 圖 6 無綱量襯套壓強(qiáng)的分布在現(xiàn)實(shí)的制動(dòng)器中，活塞和對(duì)立板的幾何參數(shù)是復(fù)雜的。 設(shè)計(jì)活塞和對(duì)立板的硬分配的率的方法學(xué)是在建立理想的起始?jí)毫Ψ峙浞矫鏅z索表 。3 設(shè)計(jì)方法 在濕制動(dòng)器的操作方面，二個(gè)不同的模態(tài)可能被識(shí)別。 在緊急制動(dòng)模態(tài), 摩擦片和鋼板在非常短的時(shí)間內(nèi)彼此相互滑動(dòng)。 它通常從 0.2秒到 2 秒之間變化。 在嚙合期間被產(chǎn)生時(shí)期的磨擦熱大都被和流動(dòng)熱轉(zhuǎn)移的一個(gè)附屬角色的凹槽的鋼板吸收。 在持續(xù)不斷的制動(dòng)模態(tài)中，二個(gè)板塊的滑動(dòng)時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)10 秒到 20 秒。 在這一模態(tài)中，溫度在板塊延伸結(jié)局定態(tài)的各種不同的翎骨針在幾秒之內(nèi)評(píng)價(jià)。 在哪一個(gè)所有的被產(chǎn)生的熱一定被在摩擦片的凹槽中流動(dòng)的液移動(dòng)之后。 熱轉(zhuǎn)移的價(jià)值 , 鋼板和凹槽之間的液體系數(shù)將會(huì)決定制動(dòng)器的穩(wěn)定的溫度水平。摩擦副和切線的上升溫暖氣流的溫度 t 的強(qiáng)調(diào)分別地,相同鋼的板塊的被顯示為持續(xù)不斷的制動(dòng)如圖 7所示。 圖 7 在持續(xù)制動(dòng)中溫度和切應(yīng)力的斜坡曲線 在緊急制動(dòng)過程中，鋼板的表面溫度和切線壓力被一個(gè) LBA0049 慣性動(dòng)力計(jì)的熱和標(biāo)準(zhǔn)度量測(cè)量了。 熱和標(biāo)準(zhǔn)度量沿著徑向均勻的分布。 在實(shí)驗(yàn)的和有計(jì)劃的結(jié)果之間的比較如圖 8所示。 圖 8 測(cè)量和計(jì)算結(jié)果的對(duì)比 雖然開始的襯套壓力在內(nèi)部的輻部 ( 在圖 6 所示) ，圖 7 和圖 8 表所示的附近比較高高的電動(dòng)壓力和高的溫度在外面的輻部附近這是局部熱流出輸入為什么在任何的翎骨是一個(gè)正常壓力，摩擦因素和滑動(dòng)速度。 雖然濕制動(dòng)器可能被設(shè)計(jì)到低的平均每單位襯套區(qū)域能源, 當(dāng)?shù)氐母咭r里壓力地點(diǎn)由于 熱 可能引起摩擦襯里的表面燒-在摩擦雙之間的機(jī)械不穩(wěn)定。 鋼板通常在支援板塊附近的活塞和最后的鋼板塊附近的第一鋼板塊被發(fā)現(xiàn)。 失敗的主要因素是由于棒的溫度不同而且熱的毀壞。 因?yàn)槎€(gè)鋼的板塊只有一個(gè)摩擦表面, 盤子失敗可能是更多產(chǎn)生超過其他的板塊。 鋼板的破裂失敗由重復(fù)的剎周期的疲累損害所引起。 在一個(gè)嚙合期間，表面的溫度比鋼板的主要身體劑量更加快速地上升。 它在被張應(yīng)力平衡的鋼板的外部者引誘壓力在那比較冷的內(nèi)部鋼板塊。 當(dāng)這剎周期結(jié)束的時(shí)候，鋼板的外部溫度由于冷卻油的效果將會(huì)變成比鋼板的內(nèi)部溫度冷。 壓力在鋼板的外部者變成鋼板是內(nèi)部的在比較熱人中被壓力平衡的張力。 因此破裂可能在一個(gè)周期的無法欣然接受低數(shù)字中發(fā)生。 概述這些分析, 為了要避免由局部高溫和壓力所引起的剎車損壞, 運(yùn)行動(dòng)態(tài)壓力的有限元素計(jì)算和表面溫度是必需的。 對(duì)于濕的剎車適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)程序能在下列的步驟被描述: 首先，光線的方向的開始的襯里壓力分配在統(tǒng)一發(fā)情流出的情況之下被估計(jì)。其次，以熱轉(zhuǎn)移系數(shù)和摩擦因素的非均勻分布的影響力看來，開始的襯套壓力分布根據(jù)動(dòng)態(tài)的壓迫力和摩擦溫度被校核。 第三, 為了要了解表面溫度的均勻分布和 墊片的熱變形, 活塞的結(jié)構(gòu)而且對(duì)立板最佳化。 這是等溫的設(shè)計(jì)方法。 它將會(huì)減少不宜的機(jī)械熱現(xiàn)象。4 結(jié)論 (1) 機(jī)械熱現(xiàn)象由非理性的開始的襯套壓力和熱轉(zhuǎn)移系數(shù)和摩擦因素的非均勻分布所引起。機(jī)械熱現(xiàn)象導(dǎo)致局部高溫和高壓力是導(dǎo)致多個(gè)圓盤濕制動(dòng)器失效的主要因素。 (2) 在鋼板的表面上的切線壓力比徑向的壓力大。 因此鋼板的表面損壞通常是在徑向產(chǎn)生的。 (3) 如何設(shè)計(jì)活塞的幾何外型是多個(gè)圓盤濕制動(dòng)器的重點(diǎn)。 活塞在摩擦副之間有在開始的襯套壓力分布上比較大的影響。 (4) 為了避免多個(gè)圓盤濕制動(dòng)器的失效,等溫設(shè)計(jì)的方法被提出。 換句話說, 濕制動(dòng)器設(shè)計(jì)者應(yīng)該盡全力沿著鋼板的徑向達(dá)成均勻的溫度分布。 傳記: 秦大同： 現(xiàn)在是中國(guó)重慶大學(xué)的機(jī)械工程學(xué)院的一位教授。 在 1991 年,他獲得中國(guó)重慶大學(xué)的機(jī)械工程博士學(xué)位。 他的研究興趣包括齒輪傳輸， CVT(不斷可變的傳輸), 對(duì)于汽車的AMT(自動(dòng)的機(jī)械傳輸) 系統(tǒng), 等等。電話: +86-23-65104217; 電子郵件: dtqincqu.edu.cn 孫東葉：現(xiàn)在是中國(guó)重慶大學(xué)的自動(dòng)化系的一位副教授。 在 1991 年,他獲得中國(guó)吉林科技大學(xué)博士學(xué)位。 他的研究興趣包括 CVT(不斷可變的傳輸), 對(duì)于汽車的AMT(自動(dòng)的機(jī)械傳輸) 系統(tǒng), 等等。電話: +86-23-65103566; 電子郵件: dysuncqu.edu.cn參考：1 Zagrodzki P.多個(gè)離合器和剎車的機(jī)械熱現(xiàn)象的分析 。Wear,1990:(140) 291 3082Murali M R Krishna, Douglas Chojecki。結(jié)合使用有限元素對(duì)離合器和剎車中心軸的的失效分析。SAE Paper No. 982799, 1998 3 Tasuhite Miura ， Noboru Sekine?；诩埖臐耠x合器的動(dòng)態(tài)特性的研究 。SAE Paper No. 981102, 19984 Payvar P.在濕離合器的油凹槽中的Laminar熱傳遞。Int. J. Heat Mass Transfer, 1991, 34(7): 1 7911 798航空與機(jī)械工程學(xué)院 第13 頁 共 13 頁 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 附 件 四源程序?qū)?業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 胡 成 班 級(jí) B機(jī)制077 學(xué) 號(hào) 0710101710 指導(dǎo)教師 盧 倩 完成日期 2011年6月6日 源程序速度采集AD/轉(zhuǎn)換接口程序ORG 0000HADIO: SJMP START ORG 0013H ; INT1中斷入口 MOV R6，#0AH ; 設(shè)置循環(huán)次數(shù)，延時(shí)10sLOOP: LCALL DEL; 調(diào)用1s延時(shí)子程序 JMP INDATA DJNZ R6，LOOP ORG 0040H; 主程序入口START: ANL P2，#07FH; 芯片選擇 MOVX A，R1; 讀一個(gè)數(shù)據(jù)并復(fù)位ADC中斷觸發(fā)器 ORL P2，80H; 置位P2.7 MOV R0，#20H; 數(shù)據(jù)地址 MOV Rl，0FFH; 虛擬地址 MOV A，#0FFH; 為中斷循環(huán)置位累加器 ANL P2，#07FH; 發(fā)送片選信號(hào) MOVX Rl，A 發(fā)送寫輸出信號(hào)，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 SETB EA 中斷開放 SETB EXI 允許INT1中斷LOOP: JNZ LOOP 中斷等待，判A的內(nèi)容=0，進(jìn)入中斷后A=0 NOP NOPINDATA： MOVX A，R1; 若片選為低，則輸入數(shù)據(jù) MOV R0，A 存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中 CRL A; 清累加器以得到中斷循環(huán)輸出 RET; 返回SMJZ： ORG 3000H MOV DPTR，#6000H 8279命令口地址 MOV A，#10H; 8位顯示，右入口 MOVX DPTR，A; 輸出控制字 MOV A，#14H 分頻數(shù)20 MOVX DPTR，A; 8279內(nèi)部產(chǎn)生100kHz頻率 MOV A#90H; 寫顯示RAM地址，Al=1遞增 MOVX DPTR，A RET 轉(zhuǎn)速顯示編程:ORG 3100HZSDISP: MOV RO，#43H; 顯示緩沖地址43H MOV R2， #04H 顯示共4位 MOV DPTR，#4000H; 指向8279數(shù)據(jù)口LOOP: MOV A，R0 MOV DPTR，#TAB; 開始查表，TAB=3180H MOVC A，A+DPTR MOVX DPTR，A DEC R0 DJNZ R2 ，LOOP RET延時(shí)lms程序:DL 1MS: MOV R3, #02H Ll: MOV R4, #0F8H L2: DJNZ R4, L2 DJNZ R3， LlRET數(shù)據(jù)處理及拆字程序如下:ADCP: ORG 1000HMOV A，R0; 從AD轉(zhuǎn)換中取數(shù)據(jù) MOV 26H，A; 數(shù)據(jù)送26H儲(chǔ)存，作比較用 MOV B，#0FH; 將15的二進(jìn)制數(shù)0FH送B DIV AB MOV 20H，A; 商數(shù)存A MOV 21H，B; 余數(shù)存B MOV R4，#02H; 兩個(gè)單元均需要拆字顯示 MOV R0，#20H; 從暫存單元取數(shù) MOV Rl，#40H; 設(shè)暫存拆字結(jié)果臨時(shí)單元LOOP: MOV A，R0 MOV B，#0AH; 除以10即可 DIV AB MOV R1，B; 存余數(shù)(個(gè)位) INC Rl MOV R1，A; 存商(十位) INC Rl INC R0DJNZ R4，LOOP RET 轉(zhuǎn)速賦初值:ZSFCZ: MOV DPTR，#34X()H; 設(shè)置地址3400H MOV R4，#02H; 兩個(gè)初值分別傳送 MOV R0，#21H; 設(shè)暫存單元首地址LOOP: MOVX A，DPTR MOV R0，A DEC R0; 指向轉(zhuǎn)速百位、千位 INC DPTR; 指向轉(zhuǎn)速個(gè)位、十位 DJNZ R4, LRET 主程序: ORG 4200HMAIN: LCALL SMLZ LCALL ZSFCZ MOV R6，#0AH; 置循環(huán)次數(shù)，延時(shí)10SLOOP1: LCALL DEL; 調(diào)用1S延時(shí)子程序 LCALL ADIO LCALL ADCP LCALL DLlms; 調(diào)用lms延時(shí)子程序 LCALL ZSDISP DJNZ R6，LOOP1 LCALL KZYS MOV P2，#02H; ORL P2，#80H; 禁止片選信號(hào) LCALL SMLZ LCALL TOCSH LCALL MBFCZLOOP2: LCALL CX LCALL MBDISP LCALL DLlms; 調(diào)用lms延時(shí)子程序 MOV R4，26H CJNE R4，00H，L00P2; 判轉(zhuǎn)速是否為0，不為0，繼續(xù) SETB P2.2; 鎖存秒表顯示END ATmega16單片機(jī)對(duì)A/D芯片TLC3545的初始化和采樣程序如下：voidInit_TLC3545() /初始化程序 CS3545_A=0; CS3545_A=0;/這里是把拉低2us，TLC3545初始化把拉低至少1個(gè)SCLK時(shí)鐘 CS3545_A=1; voidSample_TLC3545() /采樣程序 uint8 k; EA=0; EA=1; CS3545_A=0; SPIDAT=0x77; /寫SPIDAT產(chǎn)生SCLK時(shí)鐘 while(!ISPI); datah=SPIDAT; /收TLC3545發(fā)出的前8位，第一個(gè)字節(jié) SPIDAT=0x77; while(!ISPI); datal=SPIDAT; /收后8位，第二個(gè)字節(jié) SPIDAT=0x77; /繼續(xù)給SCLK時(shí)鐘，直到24thSCLK之后釋放cs do k=0; while(k); /拖延時(shí)間，讓TLC3545的在24個(gè)SCLK周期后才得以釋放 dUw0=(datah 0 Then Ado1.Recordset.MoveFirst While Not Ado1.Recordset.EOF Ado1.Recordset.Delete Ado1.Recordset.MoveNext Wend End If最后，對(duì)數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行操作，包括增加、修改、刪除記錄，以下是增加新記錄的程序代碼： With Ado1.Recordset .AddNew 新增加一條記錄.Fields(1).Value = Date 數(shù)據(jù)采集日期 .Fields(2).Value = Time 數(shù)據(jù)采集時(shí)間For i=3 to 54 .Fields(i).Value = DataCom(i-2) 將采集到的數(shù)據(jù)值賦給相應(yīng)的字段 Next i .MoveNext End with形成報(bào)表的輸出，實(shí)現(xiàn)的主要代碼如下：/聲明一個(gè)WORD應(yīng)用程序，使WORD中的APPLICATION對(duì)象對(duì)自動(dòng)功能有效Dim Myword As New Word.Application/定義變量，使其代表WORD的一篇文檔Dim Mydoc As Word.DocumentDim Myrange As RangeDim Mytable As TableDim mybook As BookmarkSet Mydoc = Myword.Documents.OPEN(App.Path & 報(bào)表模版.doc)Mydoc.SaveAs (App.Path & 報(bào)表1.doc)AppActivate Mydoc.Application.CaptionSet Mytable = Mydoc.Tables(1)Mytable.Select7 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 附 件 三用戶使用說明書專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 胡 成 班 級(jí) B機(jī)制077 學(xué) 號(hào) 0710101710 指導(dǎo)教師 盧 倩 完成日期 2011年6月6日 1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介本文的制動(dòng)參數(shù)處理系統(tǒng)是基于Windows環(huán)境開發(fā)，該開發(fā)環(huán)境的最大特點(diǎn)是采用了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)(OOP) 。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是與傳統(tǒng)的面向過程的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法相對(duì)應(yīng)的最新程序設(shè)計(jì)方法。主要作用是在現(xiàn)有硬件平臺(tái)上盡可能完善系統(tǒng)功能，充分發(fā)揮硬件的潛力，滿足設(shè)計(jì)功能要求，提高實(shí)用性和可靠性。本系統(tǒng)有以下幾個(gè)特點(diǎn):(a)程序開發(fā)周期短 由于開發(fā)環(huán)境采用了大量的可視化和程序源代碼自動(dòng)生成技術(shù)，使得程序開發(fā)界面部分的編程工作變得非常直觀和簡(jiǎn)潔，這樣程序開發(fā)人員就能夠?qū)⒅饕性诰唧w問題算法的設(shè)計(jì)上，而不必像過去那樣因編寫界面而耗去大量精力，從而提高了編程效率，縮短了開發(fā)周期。(b)寫的程序操作方便 采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)編寫的程序通常都提供了大量的圖形用戶界面，操作人員可以在系統(tǒng)提供的在線幫助下通過鼠標(biāo)和功能健進(jìn)行準(zhǔn)確的操作。(c)程序的維護(hù)、擴(kuò)展和升級(jí)容易 采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)編寫的程序通常都提供了高級(jí)語言接口，這便于程序功能的擴(kuò)展、升級(jí)和用戶對(duì)程序的二次開發(fā)。(d)程序的可維護(hù)性好 面相對(duì)象的程序易于閱讀和理解，程序員只需了解必要的細(xì)節(jié)，因此降低了程序的復(fù)雜性。(e)程序的易修改性好程序員可以很容易地修改、添加或刪除程序的屬性，這是通過增加或刪除對(duì)象來完成的。(f)對(duì)象可以使用多次，可重用性好程序員可以將某些自己喜歡的類和對(duì)象保存起來，隨時(shí)插入到應(yīng)用程序中，無需做什么修改。2 軟件開發(fā)系統(tǒng)說明工控機(jī)分析軟件開發(fā)過程中采用模塊化程序設(shè)計(jì)思想，使整個(gè)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的可讀性、可移植性和靈活性。該軟件主要包括5個(gè)功能模塊：用戶界面模塊、串行通信模塊、顯示分析模塊、數(shù)據(jù)管理模塊和生成報(bào)表模塊，如圖1所示。圖1 分析軟件總體結(jié)構(gòu)圖（1）用戶界面模塊：用戶界面類似于真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)盤式制動(dòng)閘實(shí)物，是人機(jī)對(duì)話界面，以直觀的形式顯示盤式制動(dòng)閘的性能參數(shù)。（2）串行通信模塊：負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)采集器和PLC的選通信號(hào)，接收從下位機(jī)傳來的數(shù)據(jù)，按通道傳輸給數(shù)據(jù)管理模塊。因此，串行通信是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。上位機(jī)主要采用VB標(biāo)準(zhǔn)控件MSComm來實(shí)現(xiàn)串行通信程序的開發(fā)。（3）顯示分析模塊：它是整個(gè)系統(tǒng)軟件的核心模塊，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并以圖形和數(shù)據(jù)形式顯示出來。（4）數(shù)據(jù)管理模塊：不斷將從數(shù)據(jù)采集模塊得到的新數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，并做出記錄表單，用于存放測(cè)試數(shù)據(jù)和和故障歷史記錄。本系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫(kù)是微軟的Access，采用VB提供的一種面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)訪問技術(shù)ADO通過OLE DB提供程序來訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，使用和維護(hù)都比較簡(jiǎn)單。（5）生成報(bào)表模塊：將盤式制動(dòng)閘制動(dòng)性能的檢測(cè)結(jié)果以Word文檔的形式生成性能分析報(bào)告和歷史數(shù)據(jù)報(bào)表。3 報(bào)表生成VB中進(jìn)行報(bào)表打印生成的方法有好幾種，第一類為調(diào)用VB的方法Printform進(jìn)行窗口的打印操作，該方法能夠使用默認(rèn)打印機(jī)打印當(dāng)前Form中的可視區(qū)域，所以只需要設(shè)計(jì)一個(gè)合適的Form，就可以非常容易地打印出理想的效果。這種方法的人機(jī)交互能力不強(qiáng)，普通用戶不會(huì)操作，難達(dá)到理想的效果；另一種方法采用Printer對(duì)象，Printer 對(duì)象是一個(gè)與設(shè)備無關(guān)的圖片空間,支持用Print、Pest、Line、Paint Picture的Circle方法在Printer對(duì)象上創(chuàng)建文本和圖形。并能設(shè)置輸出文本的字體,當(dāng)完成在Printer對(duì)象中放置信息后,可用EndDoc方法將輸出傳送到打印機(jī)。每次應(yīng)用程序結(jié)束時(shí)，它們會(huì)自動(dòng)使用EndDoc方法，將打印機(jī)對(duì)象中任何未確定的信息送到打印機(jī)。這種方法最大的缺點(diǎn)是編程量大，需要編程人員計(jì)算和控制打印位置，在Printer對(duì)象中打印位圖也需要花費(fèi)較多的時(shí)間，降低了應(yīng)用程序的性能。對(duì)于廣大的普通用戶，都習(xí)慣了使用Word進(jìn)行文字、圖標(biāo)的打印工作，因此，如果能在Word中自動(dòng)生成報(bào)表并在用戶的參與下完成報(bào)表的打印將使操作更加簡(jiǎn)單。本系統(tǒng)基于面向?qū)ο蟮乃枷?，?yīng)用微軟提供的Word對(duì)象，在VB中調(diào)用Word對(duì)象，從而實(shí)現(xiàn)報(bào)表的自動(dòng)生成與打印工作。要在VB中應(yīng)用Word，首先要在：“工程/應(yīng)用”中選中“Microsoft Word 9.0 Object library”選項(xiàng)，先創(chuàng)建Word對(duì)象，再增加一個(gè)新文檔，然后在新文檔中對(duì)應(yīng)地每個(gè)記錄生成一個(gè)表格，并在表格中添加該記錄的內(nèi)容及對(duì)應(yīng)的字段，形成報(bào)表的輸出，實(shí)現(xiàn)的主要代碼如下：/聲明一個(gè)WORD應(yīng)用程序，使WORD中的APPLICATION對(duì)象對(duì)自動(dòng)功能有效Dim Myword As New Word.Application/定義變量，使其代表WORD的一篇文檔Dim Mydoc As Word.DocumentDim My range As RangeDim My table As TableDim mybook As BookmarkSet Mydoc = Myword.Documents.OPEN(App.Path & 報(bào)表模版.doc)Mydoc.SaveAs (App.Path & 報(bào)表1.doc)AppActivate Mydoc.Application.CaptionSet Mytable = Mydoc.Tables(1)Mytable.Select3 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 附 件 一軟件測(cè)試報(bào)告專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 胡 成 班 級(jí) B機(jī)制077 學(xué) 號(hào) 0710101710 指導(dǎo)教師 盧 倩 完成日期 2011年6月6日 制動(dòng)參數(shù)采集處理系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告1 引言1.1 測(cè)試目的本測(cè)試報(bào)告為盤式制動(dòng)閘制動(dòng)參數(shù)采集處理系統(tǒng)的測(cè)試報(bào)告，目的在于總結(jié)測(cè)試階段的測(cè)試以及分析測(cè)試結(jié)果，描述系統(tǒng)是否符合設(shè)計(jì)需求。預(yù)期參考人員包括用戶、測(cè)試人員、開發(fā)人員。1.2 項(xiàng)目背景汽車行駛時(shí)能在短時(shí)間內(nèi)停車且方向穩(wěn)定和在下長(zhǎng)坡時(shí)能維持一定車速的能力，稱為汽車的制動(dòng)性。其能直接關(guān)系到行車安全，是汽車的主要性能之一。汽車的制動(dòng)性取決于其制動(dòng)系統(tǒng)，而制動(dòng)器是制動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其直接影響汽車制動(dòng)系統(tǒng)性能的發(fā)揮，故而制動(dòng)器是汽車安全行駛的重要保障，沒有制動(dòng)器汽車就不能安全行駛?？蛙囉帽P式制動(dòng)器是一種應(yīng)用十分廣泛且成熟的制動(dòng)方式，但是其制動(dòng)性能無法實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，因而給客車的安全行駛帶來了一定隱患。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，可以借助于單片機(jī)構(gòu)建在線動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)盤式制動(dòng)器制動(dòng)性能的動(dòng)態(tài)在線檢測(cè)，從而為制動(dòng)性能的評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。1.3系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1.3.1 系統(tǒng)所要求的功能本系統(tǒng)的軟件所要求實(shí)現(xiàn)的功能是采集位移、壓力、轉(zhuǎn)速傳感器輸出的模擬信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和工控機(jī)的串行通信；提供友好的人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)工控機(jī)和多個(gè)數(shù)據(jù)采集器的多機(jī)串行通訊，讀取它們采集的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、融合、顯示、存儲(chǔ)和打??；對(duì)盤式制動(dòng)閘制動(dòng)性能進(jìn)行智能分析與評(píng)價(jià)。1.3.2 軟件處理系統(tǒng)流程圖軟件處理系統(tǒng)流程圖如圖1所示圖1 軟件處理系統(tǒng)流程圖1.3.3 軟件的界面軟件系統(tǒng)的界面如下圖所示：圖2 工控機(jī)系統(tǒng)軟件監(jiān)控界面現(xiàn)對(duì)其界面作簡(jiǎn)要介紹：在監(jiān)控界面中，界面上方的下拉式菜單包含文件、界面切換、歷史查詢和功能鍵四個(gè)選項(xiàng)，可執(zhí)行以下功能：（1）文件菜單：退出：退出監(jiān)控系統(tǒng)(只有在停車時(shí)，才能退出)。（2）界面切換菜單：在制動(dòng)器速度監(jiān)控界面和閘瓦監(jiān)控界面之間切換。速度監(jiān)控界面：顯示制動(dòng)閘制動(dòng)過程中速度曲線圖；閘瓦監(jiān)控界面：本系統(tǒng)運(yùn)行的主界面。（3）歷史查詢菜單：故障查詢：查詢盤式制動(dòng)閘的故障記錄和制動(dòng)閘瓦的動(dòng)態(tài)量。（4）功能鍵菜單：?jiǎn)?dòng)/停止監(jiān)控：只有在制動(dòng)閘停機(jī)狀態(tài)下，才能啟動(dòng)或停止。參數(shù)設(shè)定：系統(tǒng)初次安裝后，對(duì)制動(dòng)器參數(shù)、位移值、閘瓦磨損量和高速計(jì)數(shù)脈沖等參數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)定。 報(bào)警使能：報(bào)警使能后，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，才能輸出信號(hào)。界面最下面為狀態(tài)顯示欄，分為正在監(jiān)控/停止監(jiān)控，閘瓦故障顯示，日期，時(shí)間共4部分(啟動(dòng)監(jiān)控之后，會(huì)顯示正在監(jiān)控，報(bào)警使能之后，閘瓦故障才會(huì)顯示)。進(jìn)入監(jiān)控界面后，可以形象地表示出客車制動(dòng)盤和閘瓦，顯示出閘瓦間隙、貼閘壓力和空動(dòng)時(shí)間等相關(guān)信息。當(dāng)采集器正常工作時(shí)，采集器狀態(tài)指示欄對(duì)應(yīng)的小燈顯示為綠色，不正常工作時(shí)為紅色。2 測(cè)試概要本系統(tǒng)通過VB中的ADO數(shù)據(jù)控件訪問Microsoft Access 數(shù)據(jù)庫(kù)，以Microsoft Access數(shù)據(jù)庫(kù)中表的形式存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)，結(jié)合SQL查詢語句實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)、打印和圖形分析等功能。Visual Basic提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問功能，可用的數(shù)據(jù)訪問接口有三種：ActiveX數(shù)據(jù)對(duì)象ADO(ActiveX Data Objects)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問對(duì)象RDO(Remote Access Objects)和數(shù)據(jù)訪問對(duì)象DAO(Data Access Objects)。ADO是DAO和RDO相結(jié)合的產(chǎn)物，易于使用、速度快、內(nèi)存支出少和占用磁盤空間較少。它是以ActiveX Server庫(kù)的形式提供的，包含了較少的對(duì)象、更多的屬性、方法和事件。ADO對(duì)象模型定義了一個(gè)可編程的分層對(duì)象集合，主要由三個(gè)對(duì)象成員Connection、Command和Recorded以及集合對(duì)象Errors、Parameters和Fields等所組成。Connection對(duì)象的主要功能是建立與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接；Command對(duì)象的主要功能是向數(shù)據(jù)庫(kù)傳送數(shù)據(jù)查詢的命令；Recorded對(duì)象的主要功能是建立數(shù)據(jù)查詢的記錄集，可以瀏覽、增加、修改、刪除記錄。本系統(tǒng)中利用ADO對(duì)象編程訪問數(shù)據(jù)庫(kù)的具體使用方法如下： 首先，在Access中建立名為Datamb.mdb的數(shù)據(jù)庫(kù)，表1為數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)。表中存儲(chǔ)了制動(dòng)壓力、閘間隙、油壓、運(yùn)行速度和安全回路狀態(tài)，以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集的時(shí)間。表1 數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)字段名稱數(shù)據(jù)類型Id (編號(hào))自動(dòng)編號(hào)Datadat (日期)日期/時(shí)間(短時(shí)間)Datatim (時(shí)間)日期/時(shí)間(長(zhǎng)時(shí)間)Dataval1_press (壓力)數(shù)字(單精度型)Dataval1_gap (間隙)數(shù)字(單精度型)Dataval24_press (壓力)數(shù)字(單精度型)Dataval24_gap (間隙)數(shù)字(單精度型)Dataval1_oil數(shù)字(單精度型)Dataval2_oil數(shù)字(單精度型)Dataval_speed數(shù)字(單精度型)Dataval_relay數(shù)字(布爾型)其次，通過引用ADO對(duì)象建立數(shù)據(jù)庫(kù)中的表與數(shù)據(jù)源的連接：Ado1.ConnectionStringProvider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0; Data Source= & DataPath.Text & ; Persist Security Info=False Ado1.CommandType = adCmdTable Ado1.RecordSource = datamb再次，對(duì)數(shù)據(jù)表進(jìn)行操作，包括更新和清空： Ado1.Refresh If Ado1.Recordset.RecordCount 0 Then Ado1.Recordset.MoveFirst While Not Ado1.Recordset.EOF Ado1.Recordset.Delete Ado1.Recordset.MoveNext Wend End If最后，對(duì)數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行操作，包括增加、修改、刪除記錄，以下是增加新記錄的程序代碼： With Ado1.Recordset .AddNew 新增加一條記錄.Fields(1).Value = Date 數(shù)據(jù)采集日期 .Fields(2).Value = Time 數(shù)據(jù)采集時(shí)間For i=3 to 54 .Fields(i).Value = DataCom(i-2) 將采集到的數(shù)據(jù)值賦給相應(yīng)的字段 Next i .MoveNext End with系統(tǒng)軟件在完成串口數(shù)據(jù)采集的同時(shí)，將數(shù)據(jù)存入預(yù)先設(shè)好文件名的數(shù)據(jù)庫(kù)，即完成了數(shù)據(jù)的保存，克服了通常數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集后忘記保存數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)。通過調(diào)用Visual Basic的ADO控件，結(jié)合文件操作命令，即可方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的訪問，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和輸出工作帶來極大的便利。5 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 附 件 二軟件需求說明書專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 胡 成 班 級(jí) B機(jī)制077 學(xué) 號(hào) 0710101710 指導(dǎo)教師 盧 倩 完成日期 2011年6月6日 軟件需求說明書1引言1.1編寫目的軟件完成后，在與多位軟件使用者進(jìn)行了全面深入地探討和分析的基礎(chǔ)上，提出了這份軟件需求規(guī)格說明書。此需求規(guī)格說明書軟件做了全面細(xì)致的用戶需求分析，明確所要開發(fā)的軟件應(yīng)具有的功能、性能與界面，使系統(tǒng)分析人員及軟件開發(fā)人員能清楚地了解用戶的需求，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出概要設(shè)計(jì)說明書和完成后續(xù)設(shè)計(jì)與開發(fā)工作。本說明書的預(yù)期讀者為客戶、測(cè)試人員、項(xiàng)目管理人員。1.2項(xiàng)目背景檢測(cè)系統(tǒng)軟件開發(fā)是在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其主要作用是在現(xiàn)有硬件平臺(tái)上盡可能完善系統(tǒng)功能，充分發(fā)揮硬件的潛力，滿足設(shè)計(jì)功能要求，提高實(shí)用性和可靠性。良好的軟件開發(fā)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的重要環(huán)節(jié)，也是提高系統(tǒng)性能的關(guān)鍵所在。本軟件系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)如下功能：（1）單片機(jī)系統(tǒng)軟件：采集位移、壓力、轉(zhuǎn)速傳感器輸出的模擬信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和工控機(jī)的串行通信；（2）工控機(jī)智能分析軟件：提供友好的人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)工控機(jī)和多個(gè)數(shù)據(jù)采集器的多機(jī)串行通訊，讀取它們采集的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、融合、顯示、存儲(chǔ)和打??；對(duì)盤式制動(dòng)閘制動(dòng)性能進(jìn)行智能分析與評(píng)價(jià)。在本系統(tǒng)軟件的開發(fā)過程中必須遵循的原則是：（1）模塊化、規(guī)范化設(shè)計(jì)，為方便軟件的維護(hù)、更改和升級(jí)，將系統(tǒng)軟件劃分成若干個(gè)具有單一功能的獨(dú)立模塊。由于各模塊間相對(duì)獨(dú)立，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和易維護(hù)性；（2）優(yōu)化界面設(shè)計(jì)，為方便用戶使用，軟件開發(fā)時(shí)盡可能使界面簡(jiǎn)單實(shí)用；（3）使用編制、修改、調(diào)試、運(yùn)行和升級(jí)方便的可視化編程語言。2任務(wù)概述2.1目標(biāo)2.1.1 開發(fā)目標(biāo)下位機(jī)軟件開發(fā)應(yīng)與硬件設(shè)計(jì)相結(jié)合，使硬件功能實(shí)現(xiàn)最大化。開發(fā)的上位機(jī)軟件要具有友好的人機(jī)界面、高可靠性和智能分析的功能。2.1.2 應(yīng)用目標(biāo)更方便快速的實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)參數(shù)的檢測(cè)。2.2運(yùn)行環(huán)境2.2.1 硬件環(huán)境A 普通微機(jī)(Pentium II 或更高,128以上RAM)B KYC01型絕壓/壓力傳感器C CZFBZF電渦流位移傳感器D 光電式傳感器2.2.2 軟件環(huán)境A windows 98 以上的操作系統(tǒng) B Visual Basic 6.02.3 條件與限制本軟件是應(yīng)用于一般的制動(dòng)系統(tǒng)，只是關(guān)于制動(dòng)閘性能進(jìn)行了分析和研制。在功能上還可進(jìn)一步改進(jìn)。3功能要求3.1功能劃分本系統(tǒng)有以下功能模塊：1）信號(hào)采集模塊 2）數(shù)據(jù)處理模塊 3）數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊 4）報(bào)表生成模塊 5）用戶界面模塊4性能需求4.1數(shù)據(jù)精確度因?yàn)楦鞣N因素，程序算法引起的測(cè)量誤差，現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試方法引起的誤差，各種干擾引起的誤差會(huì)影響數(shù)據(jù)精度。采取了軟件冗余設(shè)計(jì)，以保證所采信號(hào)的可靠性。4.2時(shí)間特性一般操作的測(cè)量周期:400ms4.3適應(yīng)性滿足一般參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的需求，對(duì)前面提到的運(yùn)行環(huán)境要求不應(yīng)存在困難。5運(yùn)行需求5.1用戶界面本系統(tǒng)軟件所有操作均簡(jiǎn)單易學(xué)，操作方便，而且在Windows程序管理器下產(chǎn)生運(yùn)行文件程序組和形象的圖標(biāo)，用鼠標(biāo)雙擊圖標(biāo)即可運(yùn)行應(yīng)用程序。5.2硬件接口本軟件不需要特定的硬件或硬件接口進(jìn)行支撐。目前市場(chǎng)上一般的PC機(jī)均可運(yùn)行此軟件。5.3軟件接口運(yùn)行于Windows98及更高版本具有WIN32 API的操作系統(tǒng)之上。5.4故障處理正常使用時(shí)不應(yīng)出錯(cuò)，若運(yùn)行時(shí)遇到不可恢復(fù)的系統(tǒng)錯(cuò)誤，也必須保證數(shù)據(jù)完好無損。當(dāng)單片機(jī)測(cè)試系統(tǒng)受干擾出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，程序便脫離正常軌道亂飛。在本系統(tǒng)軟件的開發(fā)過程中，加入了空操作指令NOP，避免了后面的指令被當(dāng)作操作數(shù)執(zhí)行，程序自動(dòng)納入正軌。此外，在RET、LJMP對(duì)系統(tǒng)流向起作用的指令之前插入兩條NOP指令，也可確保這些重要指令的正確執(zhí)行。在工控機(jī)軟件的通訊模塊設(shè)計(jì)中附加若干抗干擾措施，如上電或正式通信之前，對(duì)串行端口做幾次空操作，清除端口的非法數(shù)據(jù)和命令。系統(tǒng)分析軟件完成某種功能是需要用戶操作的，這種操作具有一定的順序性。6其它要求a)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)情況: 用戶可在本系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)各種用戶要求的功能。b)系統(tǒng)的容錯(cuò)性: 用戶操作失誤時(shí)都有提示信息，具有較好的容錯(cuò)性能。6