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车用电子水泵故障诊断系统的设计与实现
| 论文题名： | 车用电子水泵故障诊断系统的设计与实现 |
| 关键词： | 汽车发动机;电子水泵;故障诊断系统;硬件设计;软件开发 |
| 摘要： | 车用电子水泵不仅在传统汽车发动机的冷却系统中占有重要地位，而且在新能源电池、电机冷却中扮演不可或缺的角色，其运行状态是否正常直接影响着汽车发动机及车辆其他系统的工作性能，因此对车用电子水泵故障诊断进行研究具有十分重要的价值与意义。本文主要根据电子水泵的电流特性以及故障诊断的功能和需求分析，设计并搭建了车用电子水泵故障诊断系统，实现车用电子水泵的故障诊断。 首先，对车用电子水泵故障诊断的研究意义和国内外现状进行分析，根据电子水泵的基本结构及工作原理，分析其电流特性，对水泵不同的故障类型进行故障机理分析，提出基于空载电流诊断电子水泵故障的方法，采用MCSA技术进行故障特征提取，改进传统的MCSA技术，结合小波分析和包络谱分析的时频域分析方法，提出车用电子水泵故障诊断的总体设计方案和系统架构。 其次，根据车用电子水泵故障诊断的功能和需求分析，实现软件与硬件的设计。其中硬件电路以STM32为主芯片，完成了主控制模块、继电器控制模块、信号采集与处理模块、PWM调节模块和通信模块等电路设计，实现了电子水泵的控制、电流信号的实时采集与传输。系统的软件设计分为上位机软件设计、下位机软件设计和通讯结构的设计三大部分，其中上位机软件设计包含主界面设计、故障诊断界面设计和故障特征提取方法的设计，采用小波分析的信号处理方法进行故障特征提取，实现数据处理、故障诊断、结果显示和数据存取等功能。下位机软件设计主要负责控制水泵电机的启停，控制开关电源的通断，进行数据的采集与处理。 最后，搭建了车用电子水泵故障诊断系统平台，以武汉某公司生产的车用电子水泵为对象，在空载的测试条件下，对不同故障类型的电子水泵进行故障诊断，采集车用电子水泵在不同故障工况下的电流信号，采用小波分析进行故障特征提取，并结合包络谱分析对采集到的数据进行分析。实验结果表明，故障诊断系统能够对车用电子水泵的故障做出准确的诊断，验证了电流信号分析法在故障诊断方面的可行性和准确性，同时验证了本文设计系统具有实用性和准确性。 |
| 作者： | 李菁 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 黄涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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