計(jì)算機(jī)虛擬儀器在汽車工程中的應(yīng)用探究

李敏志 劉坤琦 程秀英 白新華 朱鈺

中北大學(xué)朔州校區(qū) 山西 朔州 036002

隨著人們生活水平的提高，人們的需求也變得更加廣泛。現(xiàn)如今，很多人都擁有了汽車，汽車行業(yè)欣欣向榮。基于這個背景，對汽車的性能以及配置的要求就變得越來越高，所以需要我們對汽車進(jìn)行各種測試來提高性能與配置。傳統(tǒng)的測試技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)今汽車行業(yè)的發(fā)展，所以就需要我們開發(fā)新的技術(shù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)是時代發(fā)展的產(chǎn)物，并且在未來的發(fā)展中還占有極大的比重。將計(jì)算機(jī)技術(shù)與汽車工程結(jié)合，是汽車行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。所以，計(jì)算機(jī)虛擬儀器的產(chǎn)生對汽車工程的發(fā)展具有十分重大的意義。

1 虛擬儀器概述

虛擬儀器是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的，可以自定義功能的含有虛擬操作功能板的計(jì)算機(jī)測試系統(tǒng)。它的基本功能有數(shù)據(jù)的收集、對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析、對結(jié)果進(jìn)行表示。

1.1 虛擬儀器特點(diǎn)

（1）功能強(qiáng)大

計(jì)算機(jī)技術(shù)有著強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，還能對數(shù)據(jù)進(jìn)行高速傳輸并對其進(jìn)行分析，還有多種功能例如數(shù)據(jù)的顯示，打印等等。將測試技術(shù)與計(jì)算機(jī)結(jié)合，就能在測試中運(yùn)用到計(jì)算機(jī)技術(shù)的強(qiáng)大功能，使虛擬儀器的使用更加快速便捷。

（2）開發(fā)周期短

以往的傳統(tǒng)技術(shù)中，很多功能都是通過硬件來實(shí)現(xiàn)的，硬件造價較高，還面臨著磨損的情況產(chǎn)生。將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到汽車工程中，就能將需要硬件來實(shí)現(xiàn)的功能轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖湍軐?shí)現(xiàn)，減少了造價，促進(jìn)了開發(fā)周期的縮短。

（3）自定義設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的技術(shù)需要專業(yè)人員進(jìn)行功能修改，十分復(fù)雜且耗費(fèi)人力。而現(xiàn)在的虛擬技術(shù)只需要普通工人就能進(jìn)行自定義設(shè)計(jì)，十分方便，且不需要太多專業(yè)知識就可以完成。

（4）造價低

由于傳統(tǒng)技術(shù)大多都是硬件系統(tǒng)，價格比較高昂，再加上由于硬件都有磨損的情況，需要后期進(jìn)行維護(hù)，造價十分高昂。虛擬技術(shù)摒棄了大多數(shù)的硬件系統(tǒng)，不僅方便，而且由于計(jì)算機(jī)代碼的可重復(fù)使用，各種成本都比較低廉。

1.2 虛擬儀器技術(shù)的組成部分

（1）軟件

技術(shù)人員通過軟件工具設(shè)計(jì)出程序模塊，創(chuàng)建出便捷的人機(jī)交互界面，讓工人可以簡單的進(jìn)行自定義功能，十分便捷。其中的圖形編程軟件LabVIEW實(shí)現(xiàn)了與多種軟硬件的連接，提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理分析能力，還能將結(jié)果返回給用戶。另外，還有很多測量工具以及管理軟件，操作便捷，功能強(qiáng)大。

（2）硬件

為了應(yīng)對多種測量應(yīng)用，硬件的功能也更多。計(jì)算機(jī)虛擬儀器的硬件從數(shù)據(jù)的獲取，聲音，視覺到設(shè)備的控制以及各種通訊接口等方面，應(yīng)有盡有，滿足了目前汽車工程的應(yīng)用。

（3）連接軟硬件的平臺

PXI硬件平臺是專為測試任務(wù)而設(shè)計(jì)的自動化標(biāo)準(zhǔn)平臺，它不僅造價低，而且靈活性很強(qiáng)，操作十分便捷。無論是簡單的數(shù)據(jù)獲取任務(wù)還是復(fù)雜的測試任務(wù)都可以完成，這就是虛擬儀器的優(yōu)勢。

2 計(jì)算機(jī)虛擬儀器在汽車工程中的應(yīng)用

2.1 零件檢測

計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)獲取功能，它可以將零件的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，自動生成一個虛擬的展現(xiàn)在電腦上的三維零件模型，供技術(shù)人員觀看。技術(shù)人員就可以根據(jù)數(shù)據(jù)形成的零件模型進(jìn)行檢查，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析，觀察該零件的各項(xiàng)數(shù)據(jù)是否可行，該零件是否滿足汽車工程需求的性能，是否可以投入生產(chǎn)，節(jié)省了大量的實(shí)體模型設(shè)計(jì)的造價。

2.2 汽車ABS性能測試系統(tǒng)

ABS即汽車防抱死制動系統(tǒng)，是汽車安全系統(tǒng)中的重點(diǎn)組成部分。以往的性能測試主要是通過實(shí)際進(jìn)行路況測試，需要人員進(jìn)行實(shí)際開車，然后進(jìn)行測試。這樣的方法不僅不夠安全，而且測試?yán)щy，需要耗費(fèi)大量財(cái)力以及時間。運(yùn)用了計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)之后就可以設(shè)計(jì)出汽車模型，對ABS系統(tǒng)進(jìn)行模擬測試。這種模擬可以對天氣、道路等各種環(huán)境進(jìn)行模擬，而且短時間可以試驗(yàn)多次，投入人力少、技術(shù)需求不高。減少了成本，也成功進(jìn)行了測試，且測試結(jié)果更加精確，十分可行。

2.3 汽車的維護(hù)檢測

汽車在使用中會不可避免的面臨一些磨損的問題以及功能的問題，這就需要對汽車進(jìn)行一定的檢測和維修。檢測的對象一般是零件以及一些系統(tǒng)。針對汽車可能會出現(xiàn)的問題進(jìn)行大量的測試并維修，針對容易磨損的零件進(jìn)行反復(fù)測試維修，以保證汽車的安全以及延長汽車使用期限。傳統(tǒng)的測試方法都是對汽車進(jìn)行拆卸檢測，這種方法造成了雙重的傷害。而且，在把零件裝回汽車的過程中，不能完全保證是完全沒有問題的。這種傳統(tǒng)方法耗費(fèi)了大量的時間且檢測維修的工作效率不高。運(yùn)用了計(jì)算機(jī)虛擬儀器之后，就可以用計(jì)算機(jī)技術(shù)對汽車進(jìn)行檢測，分析可能會出現(xiàn)的問題以及零件，提高了檢測的靈敏度以及維修效率。

3 結(jié)語

傳統(tǒng)的汽車工程技術(shù)主要是利用人和硬件來進(jìn)行的，這樣的方式低效且安全性不高。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)十分成熟，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與汽車工程結(jié)合，有效的提高了汽車生產(chǎn)的效率，而且保障了工作人員的安全，對汽車工程的未來發(fā)展具有十分重要的意義。