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基于振动和噪声的发动机瞬时转速测量的研究
| 论文题名： | 基于振动和噪声的发动机瞬时转速测量的研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;转速测量;振动信号;噪声信号;信号处理 |
| 摘要： | 转速是发动机综合性能检测的一个重要依据，它的测量也是发动机研究的一个重要环节。实际上，转速的变化是有一定规律的，其波动的转速中蕴含着非常丰富的信息，能够综合反映出发动机工作时的运行状态。因此，对于发动机的检修和故障诊断等行业，转速的测量具有十分重大的实际意义。瞬时转速可以为分析发动机运行过程中的实时参数提供可靠的依据且利用转速信息可以对发动机的功率进行估算，从而使其成为发动机性能检测、故障判断的有效手段和工具。一些传统的测量转速的方法会给测量过程带来不便并存在着一些不可避免的缺陷，而发动机的振动和表面噪声信号中的相关信息十分丰富且振动噪声信号的基频与转速之间具有一定的关系，随着传感器技术的发展，对振动和噪声信号的采集也越来越快速方便，故通过振动和噪声信号测量转速的方法已经在一定程度上取代了传统的测量方法。 本文中选择汽车发动机的振动和表面噪声信号为研究对象来进行转速的测量，和以往的方法相比，该测量方法快速方便，适用于各种不同类型的汽车发动机，不需要考虑这些发动机的型号和内部构造，也不需要对发动机的部分零部件进行拆分。针对发动机振动和噪声信号的有效采集和处理，本文设计了集滤波、电平转换、放大、自动增益控制于一体的信号调理电路板，通过实验证明，该电路板能很好地采集振动和噪声信号，并且能够对原始的振动和噪声信号进行有效地处理，为后面的数字信号处理与分析做了非常充分的准备。 在大量阅读国内外相关参考文献和信号处理相关书籍的基础上，本文运用将小波分析、多相关分析、CZT变换有效地融合在一起的改进方法分别从振动信号和表面噪声信号准确地提取基频。其中小波分析能够很好的对采集到的振动信号和噪声进行去噪；相关分析有效地提高了信噪比，凸显出周期信号的特征，进一步抑制了噪声；CZT变换可以只针对有意义的频带进行局部分析，这不仅使频率分辨率得到了很大的提高，同时也避免了大量的不必要的运算，从而使得频域内的分析结果更快速精确。 本文通过MATLAB仿真分析和实车试验测试得出提取基频的相对误差在0.8％以内，精确度很高，验证了新方法测量转速的可靠性，并选取TI公司的TMS320F28335数字信号处理器来完成基于振动和噪声理论的转速计的系统设计。 |
| 作者： | 马燕 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 刘丽伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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