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基于瞬时转速的汽车发动机动力性能与工作均匀性的故障诊断研究
| 论文题名： | 基于瞬时转速的汽车发动机动力性能与工作均匀性的故障诊断研究 |
| 关键词： | 工作均匀性;时频域滤波;故障诊断;汽车发动机;动力性能;瞬时转速 |
| 摘要： | 汽车发动机按照其所用燃料可分为柴油机和汽油机。柴油机作为最常用的动力机械设备,被广泛应用于石油矿场、固定发电、铁路牵引、工程机械和各种船舶的领域。由于其结构复杂,工作条件差,因而故障率极高。柴油机作为动力机械,其运行状态的好坏,直接影响到整套设备的工作的可靠性。因此对其运行状态进行检测和诊断,确保整套设备时刻能够运行在最佳状态,这从设备的维护和工作效率方面来说是十分必要的。 柴油机的故障检测方法很多,主要包括:磨粒检测、声震检测、热工参数检测。本课题采用热工参数检测方法对柴油机进行故障诊断。通过对瞬时转速参数的检测、分析和处理,采用瞬时转速波动法的故障诊断方法来实现对柴油机外特性和工作均匀性的研究。兼顾Visual C++和MATLAB各自的优势,上位机柴油机故障诊断系统是在Visual C++和MATLAB环境中编程实现。最后通过Visual C++和MATLAB的接口程序实现两者的连接。 该论文主要做了以下工作: 1.外特性数据处理与故障诊断外特性代表了柴油机所具有的最高动力性能,它表示了柴油机有效扭矩T、有效功率P与相应转速n之间的关系。瞬时转速数据的计算及处理是在Visual C++环境中编程实现。由于Matlab具有强大的图形显示功能,所以在Matlab中进行转速—功率曲线和转速—扭矩曲线的绘制。并将这两条曲线分别与标准的功率曲线和扭矩曲线进行比对,根据其趋势和曲线的贴近程度来判断柴油机的运行状态是否良好。 2.工作均匀性的数据滤波与故障诊断在工作均匀性的研究中,将上传到上位机的数据进行分析处理,计算出其瞬时转速。此时实测的瞬时转速结果存在很多干扰信号,所以要对其进行滤波。首先剔除中强干扰信号,然后再对瞬时转速数据进行滤波分析。在Matlab中分别对数据进行时域和频域滤波,时域采用窗函数法的FIR滤波器,选择汉宁窗。频域采用全相位滤波器进行滤波。然后绘制滤波后的波形并对滤波后的波形进行显示。并对滤波后的转速数据进行特征提取,即提取各缸转速的最大值和最小值。最后分别通过时域分析和频域分析实现对工作均匀性的故障诊断。 3.故障诊断系统的串口通信编程采用串口通讯的方式将下位机的数据上传并保存到上位机指定的文件夹中,在上位机中还应实现对文件的读取。串口通讯部分采用MSComm方式实现上位机和下位机的数据传输,将下位机采集到的数据通过串口传输到上位机,并以10个工作循环的数据为一组保存为txt文件,此txt文件保存在指定的文件夹中。然后通过Visual C++编程实现对上传数据的读取,计算并处理。 4.Matlab与Visual C++的连接连接采用Matcom的方式,把Matlab环境中编写的m文件通过Matcom生成.h和.cpp文件,把Matlab的库文件Matrix |
| 作者： | 刘兰辉 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 刘玫;张兴华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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