【摘要】：內燃機虛擬實驗室是一款集成了軟件程序與硬件控制的內燃機原理綜合教學實驗平臺,在該平臺中為使用者提供了內燃機設計和內燃機原理虛擬實驗兩部分主要功能。在內燃機設計部分,使用者可以按照規(guī)定的設計步驟自由設定內燃機的各項設計參數值,并據此搭建出可用于操控和實驗的虛擬內燃機。在內燃機原理虛擬實驗部分,使用者可以使用外部控制器和軟件界面上提供的功能按鈕,對設計的虛擬內燃機進行操控,完成實驗并記錄實驗數據。內燃機虛擬實驗室的開發(fā)過程中應用了計算機程序的軟件開發(fā)和虛擬內燃機控制器的硬件開發(fā)兩種不同類型的開發(fā)模式。在軟件開發(fā)部分,使用了C++高級編程語言,程序代碼的編寫和調試環(huán)境基于Visual Studio軟件以及Qt插件。在硬件開發(fā)部分,設計并印制了基于ATmega8A單片機的硬件電路板,并通過Atmel Studio軟件實現(xiàn)對ATmega8A單片機程序的編寫、調試以及燒錄。內燃機虛擬實驗室開發(fā)的主要工作內容如下:(1)內燃機缸內工作過程數值計算方法是虛擬內燃機設計的算法基礎,開發(fā)過程中,先是建立了內燃機缸內工作過程的數學模型,再依據內燃機原理相關公式、內燃機動力學計算公式、經驗和半經驗公式等多種類型的計算公式,結合數值算法,最終確立了內燃機的工況參數與內燃機的性能參數間的函數關系。(2)在虛擬內燃機設計程序中使用了仿真模型的概念,利用虛擬內燃機仿真模型能夠快速的計算出內燃機每一個工況下的性能參數。程序的設計中實現(xiàn)了虛擬內燃機模型文件的讀寫功能,使模型的設計和應用相分離,與現(xiàn)實中的一次設計,多次重復使用的情況相呼應。(3)經過電路原理圖的繪制、PCB設計、制作實驗用控制器等硬件開發(fā)流程,開發(fā)了基于ATmega8A單片機的虛擬內燃機控制器。該控制器可以與計算機中的虛擬內燃機實驗室程序進行加密通信,并且可以控制實驗室中載入的虛擬內燃機模型。(4)在實驗室程序中,整合了虛擬內燃機模型、虛擬內燃機控制器的功能,根據實際情況設計了虛擬內燃機的操作控制程序。程序中實現(xiàn)了對實驗參數的記錄功能,在實驗中,可以將虛擬內燃機運行狀態(tài)記錄到虛擬實驗結果中。程序能夠可視化的顯示記錄數據,并依據虛擬內燃機模型和記錄數據繪制虛擬內燃機的負荷特性和速度特性曲線圖。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TK401

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

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本文編號：2623710