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基于振动分析的汽车发动机在线转速测量研究

作　者: 衰文文
导　师: 陈曦
学　校: 河北工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 相关分析 CZT变换 MATLAB 汽车发动机振动传感器数据采集转速测量
分类号: U467.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 65次
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内容摘要

现如今,随着汽车工业的发展,汽车也在不断的更新换代。判断汽车性能的好坏,其中一个很重要的判断标准就是汽车发动机的瞬时转速。汽车的检测技术与故障诊断技术由最开始的根据个人经验判断,发展为现在的各种检测仪器仪表;另外,国家环保部门在尾气检测时要求汽车怠速在某一规定值,在这个稳定值的基础上与尾气排放标准对比,判断汽车尾气是否达标,在这里发动机瞬时转速是基础。我们认真分析了传统汽车发动机转速测量的方法,查阅了国内外相关领域的一些研究成果、实现方法。本课题选择分析汽车发动机的振动信号来测量转速,和传统的方法相比,本方法不需要在汽车发动机的内部安装任何传感器,不需要拆分机械,不需要考虑各种类型车辆的具体因素。在查阅大量信号处理方面的书籍、资料后,本课题提出采用时域内的相关分析的方法滤波去噪,频域内的CZT分析的方法获得精确基频。相关分析不仅能很好的检测信号中的周期成份,有很好的噪声抑制力,提高了信噪比,凸显信号特征,更好的滤除高斯噪声;CZT可以只分析信号所在的一段频带,此频带外部分完全不予考虑,这样可以更清楚地得到局部频率,为分析振动信号的局部频谱带来很大的便利,同时也避免了不必要的大运算量,使得频域结果更精确。为了验证课题方法正确性,利用MATLAB 7.0软件进行仿真实验,实验结果较好的满足了要求。接下来的现场试验,采用振动传感器进行数据采集、分析、处理,实现汽车发动机的瞬时转速测量。最后,总结了课题的优缺点,提出了下一步的研究方向。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-15
  1-1 转速测量的背景及意义  8-10
  1-2 国内外关于本课题的研究现状  10-14
    1-2-1 传统转速测量方法  10-11
    1-2-2 转速测量仪表的应用现状  11-14
  1-4 本课题研究内容与文章框架结构  14-15
第二章振动理论分析  15-23
  2-1 内燃机的结构  15-16
  2-2 曲柄连杆机构运动学分析  16-19
    2-2-1 活塞位移  17-18
    2-2-2 活塞速度  18
    2-2-3 活塞加速度  18-19
  2-3 连杆机构的质量替换  19-21
  2-4 内燃机机构扭矩分析  21-23
    2-4-1 往复惯性力及其力矩  22
    2-4-2 燃气压力及其力矩  22-23
第三章振动信号的采集及其分析处理  23-35
  3.1 振动传感器的选型  23-27
    3-1-1 工作原理介绍  23-24
    3-1-2 振动传感器的型号选择  24-25
    3-1-3 安装点的确定  25
    3-1-4 选型时考虑因素  25-26
    3-1-5 ZD-24 的输出特性  26-27
  3.2 常用振动信号分析方法  27-29
    3-2-1 时域内分析方法  27-28
    3-2-2 频域内分析方法  28-29
  3.3 本文方法介绍  29-35
    3-3-1 自相关分析  30-32
    3-3-2 三相关分析  32
    3-3-3 线性调频z 变换（CZT）  32-35
第四章 MATLAB 软件仿真  35-42
  4.1 MATLAB 软件介绍  35
  4.2 MATLAB 软件仿真  35-41
    4-2-1 采样定理  36-37
    4-2-2 软件仿真过程分析  37-41
  4.3 本章小结  41-42
第五章现场试验验证  42-51
  5.1 振动传感器的安装与数据采集  42-46
  5.2 振动信号分析处理  46-51
第六章总结  51-53
  6.1 结论与不足  51-52
    6-1-1 结论  51
    6-1-2 不足  51-52
  6.2 未来展望  52-53
参考文献  53-55
致谢  55-56
攻读学位期间所取得的相关科研成果  56

基于振动分析的汽车发动机在线转速测量研究

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