学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

汽车起动机性能高精度高稳定测试方法研究及应用

作　者: 王谦智
导　师: 阳春华
学　校: 中南大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: PXI测试系统 PID控制单神经元曲线拟合
分类号: U467
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 19次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

起动机性能是衡量汽车整体性能的重要指标,本文针对现有汽车起动机机械性能测试方法的不足,提出了基于负载力矩理论修正方式的连续转速测试法。在分析起动机性能测试需求的基础上,提出了起动机性能测试系统的软硬件设计方案,构建了基于PXI总线平台的起动机性能高精度高稳定性测试系统。针对直流电源物理特性要求,设计了PID电压跟踪控制器用于实现电压对电流的跟踪控制；针对起动机产品型号众多的特点,设计了单神经元自适应PID转速跟踪控制器,该控制器根据起动机运行状态,在线调整PID参数,实现转速的跟踪控制。现场测试数据表明,测试系统响应速度快、跟随性能好、控制精度高、鲁棒性强。为准确反映起动机机械特性,必须对采集获得的离散特性数据进行曲线拟合。针对特性数据众多且呈分段变化的特性,提出了数据分段、段间平滑处理的曲线拟合方法,以提高数据拟合精度。通过对各数据段及段间边界集运用最小二乘拟合原理,获得各段及边界集的最佳拟合多项式系数,实现起动机机械特性曲线的高精度平滑绘制。为验证测试系统的稳定性,对同一起动机进行了多次重复测试,并将获得的特性数据进行对比分析。结果表明,测试系统稳定性高,通用性强,完全满足重复性能指标要求,达到了国际先进水平。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-14
  1.1 课题研究背景及意义  7
  1.2 起动机机械特性测试方法及力矩补偿方法研究现状  7-10
    1.2.1 起动机机械特性测试方法  7-9
    1.2.2 负载力矩补偿方法  9-10
  1.3 起动机性能自动测试系统研究现状  10-12
  1.4 曲线拟合方法的研究  12-13
  1.5 论文研究内容及结构安排  13-14
第二章汽车起动机性能高精度高稳定测试系统的总体设计  14-26
  2.1 起动机工作原理  14-15
  2.2 起动性能测试要求  15-17
  2.3 起动机性能测试项目  17-18
  2.4 测试系统的总体设计  18-25
    2.4.1 起动机性能测试系统硬件设计  18-22
    2.4.2 起动机性能测试系统软件设计  22-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章起动机机械特性测试方法  26-46
  3.1 基于负载力矩理论修正方式的连续转速测试法  26-28
    3.1.1 负载力矩理论方式修正  26-27
    3.1.2 连续转速测试方法实现  27-28
    3.1.3 直流电源物理特性要求  28
  3.2 控制回路数学模型  28-33
    3.2.1 直流电源数学模型  29-30
    3.2.2 励磁电源及磁粉制动器数学模型  30-31
    3.2.3 起动机数学模型  31-33
  3.3 控制器设计  33-45
    3.3.1 闭环控制方案  33-34
    3.3.2 常规PID电压跟踪控制器设计  34-35
    3.3.3 电压跟踪控制器仿真及验证  35-39
    3.3.4 单神经元自适应PID转速跟踪控制器设计  39-40
    3.3.5 转速跟踪控制器仿真与验证  40-45
  3.4 本章小节  45-46
第四章起动机机械特性曲线拟合及系统应用  46-65
  4.1 最小二乘法基本原理  46-47
  4.2 机械特性曲线分段拟合的必要性分析  47-53
    4.2.1 分段拟合必要性分析  47-51
    4.2.2 电压—电流曲线拟合  51
    4.2.3 转速—电流曲线拟合  51-52
    4.2.4 力矩—电流曲线拟合  52-53
  4.3 分段曲线光滑连接处理  53-54
  4.4 起动机机械特性曲线的绘制  54-55
  4.5 机械特性曲线的稳定性分析  55-58
  4.6 机械特性曲线对比结果分析  58-62
  4.7 系统应用  62-64
  4.8 本章小结  64-65
第五章总结与展望  65-67
  5.1 研究工作总结  65-66
  5.2 进一步研究工作  66-67
参考文献  67-71
致谢  71-72
攻读硕士学位期间主要研究成果  72

汽车起动机性能高精度高稳定测试方法研究及应用

内容摘要

全文目录

相似论文