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船舶柴油机参数采集分析系统研究
| 论文题名： | 船舶柴油机参数采集分析系统研究 |
| 关键词： | 船舶柴油机;参数采集分析系统;气缸压力;小波分析法;低通滤波;燃烧过程 |
| 摘要： | 柴油机参数采集分析系统是分析柴油机工作状态和工作性能的基础，特别是基于气缸压力采集的示功图计算分析是评估缸内燃烧质量的主要技术手段。本文以船舶低速二冲程柴油机以及四冲程高速柴油机为试验对象，开发了基于计算机控制的船用柴油机参数采集分析系统，通过选择气缸压力传感器、电荷放大器，模数转换卡，光电编码器，温度传感器，温度转换模块，搭建数据采集硬件系统，采集参数包括气缸压力，排气温度以及转速等。使用Visual Basic开发了一套基于windows操作平台的软件系统，通过台架试验完成软硬件系统的联调。 开发的船用柴油机参数采集分析程序，利用FIFO技术，实现气缸压力数据的实时同步采集、保存及图形化显示。在采集到的气缸压力数据基础上，计算出压力变化率，燃烧放热率，通过曲轴转角与缸内容积的换算，实现P-Φ示功图与P-V示功图的转换。并利用access数据库对所采集参数进行保存。此外，为方便数据查看和拾取，开发了采集数据的图形回放功能以及参数的坐标显示功能等。 除躁是气缸压力信号预处理的重点和难点，本文通过对所得气缸压力数据进行快速傅里叶变换，分析了柴油机的通道效应的存在及其对压力的影响，得出气缸压力的噪声频率段主要集中在高频段和中频段。首先，分别采用五点三次平滑滤波方法，巴特沃斯低通滤波方法进行滤波。最后，使用小波分析方法，对气缸压力数据进行分解，并采取一定手段对近似系数，细节系数进行处理，最后，重构气缸压力信号，达到滤除噪声目的。结果表明：小波分析法能够有效地去除气缸压力信号的噪声，滤波效果优于低通滤波以及五点三次光顺的方法，噪声明显减少，通道效应明显消除。 通过对船用低速柴油机以及4135柴油机进行台架试验，验证了本系统的可用性。结果表明，所开发的船用柴油机参数采集分析系统界面友好，操作方便，可以用于分析船舶柴油机缸内压力变化历程和燃烧过程。 |
| 作者： | 肖会超 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 张德福;李孟山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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