本文關(guān)鍵詞：船舶柴油機參數(shù)采集分析系統(tǒng)研究

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【摘要】：柴油機參數(shù)采集分析系統(tǒng)是分析柴油機工作狀態(tài)和工作性能的基礎(chǔ),特別是基于氣缸壓力采集的示功圖計算分析是評估缸內(nèi)燃燒質(zhì)量的主要技術(shù)手段。本文以船舶低速二沖程柴油機以及四沖程高速柴油機為試驗對象,開發(fā)了基于計算機控制的船用柴油機參數(shù)采集分析系統(tǒng),通過選擇氣缸壓力傳感器、電荷放大器,模數(shù)轉(zhuǎn)換卡,光電編碼器,溫度傳感器,溫度轉(zhuǎn)換模塊,搭建數(shù)據(jù)采集硬件系統(tǒng),采集參數(shù)包括氣缸壓力,排氣溫度以及轉(zhuǎn)速等。使用Visual Basic開發(fā)了一套基于windows操作平臺的軟件系統(tǒng),通過臺架試驗完成軟硬件系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)。開發(fā)的船用柴油機參數(shù)采集分析程序,利用FIFO技術(shù),實現(xiàn)氣缸壓力數(shù)據(jù)的實時同步采集、保存及圖形化顯示。在采集到的氣缸壓力數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,計算出壓力變化率,燃燒放熱率,通過曲軸轉(zhuǎn)角與缸內(nèi)容積的換算,實現(xiàn)P-Φ示功圖與P-V示功圖的轉(zhuǎn)換。并利用access數(shù)據(jù)庫對所采集參數(shù)進行保存。此外,為方便數(shù)據(jù)查看和拾取,開發(fā)了采集數(shù)據(jù)的圖形回放功能以及參數(shù)的坐標顯示功能等。除躁是氣缸壓力信號預處理的重點和難點,本文通過對所得氣缸壓力數(shù)據(jù)進行快速傅里葉變換,分析了柴油機的通道效應(yīng)的存在及其對壓力的影響,得出氣缸壓力的噪聲頻率段主要集中在高頻段和中頻段。首先,分別采用五點三次平滑濾波方法,巴特沃斯低通濾波方法進行濾波。最后,使用小波分析方法,對氣缸壓力數(shù)據(jù)進行分解,并采取一定手段對近似系數(shù),細節(jié)系數(shù)進行處理,最后,重構(gòu)氣缸壓力信號,達到濾除噪聲目的。結(jié)果表明:小波分析法能夠有效地去除氣缸壓力信號的噪聲,濾波效果優(yōu)于低通濾波以及五點三次光順的方法,噪聲明顯減少,通道效應(yīng)明顯消除。通過對船用低速柴油機以及4135柴油機進行臺架試驗,驗證了本系統(tǒng)的可用性。結(jié)果表明,所開發(fā)的船用柴油機參數(shù)采集分析系統(tǒng)界面友好,操作方便,可以用于分析船舶柴油機缸內(nèi)壓力變化歷程和燃燒過程。
【關(guān)鍵詞】：船舶柴油機 壓力采集 小波濾波 燃燒分析
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U664.121;TP274.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-12
• 1.1 柴油機參數(shù)采集分析系統(tǒng)的目的意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 選題的目的及意義11-12
• 第二章 船舶柴油機參數(shù)采集分析系統(tǒng)的硬件選擇及安裝12-23
• 2.1 試驗樣機12-14
• 2.2 氣缸壓力采集硬件系統(tǒng)設(shè)計14-18
• 2.2.1 壓力傳感器的選擇14-15
• 2.2.2 壓力傳感器安裝孔設(shè)計加工15-16
• 2.2.3 光電編碼器的選擇16
• 2.2.4 電荷放大器16
• 2.2.5 數(shù)據(jù)采集卡16-18
• 2.3 轉(zhuǎn)速測量硬件的選擇18
• 2.4 溫度測量硬件的選擇18-20
• 2.4.1 溫度傳感器的選擇19
• 2.4.2 熱電偶的冷端補償19
• 2.4.3 溫度轉(zhuǎn)換模塊的選擇19-20
• 2.5 傳感器標定及硬件系統(tǒng)的搭建20-22
• 2.5.1 傳感器標定20-21
• 2.5.2 船舶柴油機參數(shù)采集分析硬件系統(tǒng)搭建21-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 第三章 船舶柴油機參數(shù)采集分析系統(tǒng)的軟件設(shè)計及實現(xiàn)23-34
• 3.1 軟件功能需求分析23
• 3.2 開發(fā)工具23
• 3.3 缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)采集及實時顯示23-30
• 3.3.1 缸內(nèi)壓力采集流程23-24
• 3.3.2 數(shù)據(jù)采集卡設(shè)置24-26
• 3.3.3 數(shù)據(jù)顯示26-27
• 3.3.4 數(shù)據(jù)保存27-28
• 3.3.5 數(shù)據(jù)回放28-30
• 3.3.6 曲線坐標顯示30
• 3.4 溫度采集程序設(shè)計30
• 3.5 軟件系統(tǒng)界面設(shè)計30-33
• 3.6 本章小結(jié)33-34
• 第四章 船舶柴油機參數(shù)采集分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理34-49
• 4.1 采集系統(tǒng)上止點位置的確定34-35
• 4.2 示功圖噪聲分析及處理35-41
• 4.2.1 噪聲來源簡析35-36
• 4.2.2 五點三次光順法36-38
• 4.2.3 頻域濾波法38
• 4.2.4 小波濾波法38-41
• 4.3 基于示功圖的熱力過程數(shù)值計算41-48
• 4.3.1 熱力過程數(shù)值計算的假設(shè)條件42
• 4.3.2 基本微分方程42-43
• 4.3.3 熱力過程數(shù)值計算程序43-46
• 4.3.4 熱力過程數(shù)值計算顯示界面46-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第五章 全文工作總結(jié)及展望49-51
• 5.1 總結(jié)49
• 5.2 展望49-51
• 參考文獻51-54
• 發(fā)表論文和科研情況說明54-55
• 致謝55-56

【參考文獻】

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本文編號：790489