一种基于计算机的电控发动机故障模拟实验台设计

在调理电路板上，来自电控发动机传感器的信号被放大或分压，经低通滤波和高通滤波，把降噪后的信号限幅后，送到输出级。输出信号被限幅在±5 V范围内，能满足A／D转换电路板对输入信号幅值的要求。调理电路板的信号处理流程如图4所示。

A／D转换电路板选用了低成本的单端输入32路PCI采样卡，安装在计算机的PCI插槽内，转换精度是12位。PCI总线的A／D采样卡以其成熟的技术和低廉的价格在电子产品质量控制、信号采集、过程控制和伺服控制等领域广泛应用。调理后的模拟信号在A／D转换电路板上完成模／数转换，转换的结果从PCI总线送入计算机CPU进行软件处理。为了确保对电控发动机传感器波形的采样不失真，采样卡的A／D转换时间小于1．2μs。选用具有32路循环采样功能、带FIFO缓冲存储器的采样卡，能有效地降低设备配置成本。
故障执行电路板主要完成电控发动机的故障模拟功能。以单片机为核心的故障执行电路板上，设计按装了多个小型继电器。继电器的常闭触点串接在ECU外部的传感器回路、执行器回路和电源回路中。当计算机通过串行口发出故障设置指令时，故障执行电路板接收并控制对应的板载继电器线圈通电，继电器吸合，常闭触点断开，切断部分发动机电路，完成了故障模拟。
2．2 软件设计
电控发动机故障模拟实验台的计算机上按装了Windows XP操作系统。为了兼顾人机对话和测量的实时性，软件采用了C++ Bulider 6．0编写，具有较高的代码效率和友好的人机界面。软件由主程序、数据采集和串口信息处理3个模块组成。
2．2．1 主程序
主程序负责图形界面显示和人机对话操作，主要包括：发动机电路原理图显示、菜单显示、对话框显示、鼠标处理、单选框和复选框处理等模块。在C++Builder软件中提供了大量的界面设计控件，仅需拖放就可以完成大部分界面设计工作，具有框架代码自动生成功能。这种所见即所得的设计模式，极大降低了图形界面的软件设计难度。