本文關(guān)鍵詞：部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)適用性評(píng)測(cè)及關(guān)鍵參數(shù)選取

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【摘要】：柴油機(jī)發(fā)明100多年以來(lái)，因?yàn)榫哂休^高的熱效率和耐久可靠性而得到大力發(fā)展，但是柴油機(jī)的微粒（PM）排放一般要比汽油機(jī)大幾十倍，成為了大氣環(huán)境的主要污染源之一，且會(huì)對(duì)人體的健康產(chǎn)生極大的危害。因此，必須使用微粒測(cè)量系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)柴油機(jī)的微粒排放水平。國(guó)際上將微粒測(cè)量系統(tǒng)分為全流稀釋微粒測(cè)量系統(tǒng)和部分流稀釋微粒測(cè)量系統(tǒng)兩種。因?yàn)椴糠至飨♂屓酉到y(tǒng)體積小、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛使用，因此本課題決定在現(xiàn)有硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上研制一套部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)，其不僅可以測(cè)量穩(wěn)態(tài)工況下的微粒排放，也具有測(cè)量瞬態(tài)工況下微粒排放的潛力。 本文首先介紹了部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)的工作原理和比排放的計(jì)算公式，并在前期已完成硬件選型的基礎(chǔ)上，搭建了該部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)。然后，，本文以飛思卡爾MC9S12XS128開發(fā)板為基礎(chǔ)，搭建了該部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)的控制平臺(tái)。完成了對(duì)壓差傳感器信號(hào)、溫度傳感器信號(hào)以及流量控制閥位置反饋信號(hào)的采集，制定了流量控制閥和電磁閥的控制策略，并根據(jù)PID算法制定了壓差穩(wěn)定性控制策略。為了方便的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)本系統(tǒng)的工作狀態(tài)，本文基于LABVIEW完成了該系統(tǒng)上位機(jī)軟件的編寫，并模擬了LABVIEW上位機(jī)與電控單元下位機(jī)的通訊試驗(yàn)，驗(yàn)證了上、下位機(jī)之間的通訊功能。 考慮到實(shí)驗(yàn)室的震動(dòng)、溫度等因素可能會(huì)對(duì)壓差傳感器的測(cè)量帶來(lái)影響，本文搭建了部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)的靜態(tài)調(diào)試系統(tǒng)，使用變頻風(fēng)機(jī)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)排氣，在排氣測(cè)量管后方安裝蝶閥模擬排氣背壓，模擬了不同排氣流量、不同排氣背壓下該系統(tǒng)的壓差穩(wěn)定性，驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性。在使用本課題自行研制的部分流等動(dòng)態(tài)微粒測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)微粒排放之前，本文對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行了整定，選取了最適合該系統(tǒng)的PID參數(shù)。然后使用該系統(tǒng)對(duì)4D20發(fā)動(dòng)機(jī)B50工況下的微粒排放進(jìn)行了五次測(cè)量，驗(yàn)證了該系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的一致性，并計(jì)算了B50工況下的比排放,比排放為0.67g/kw.h。然后使用現(xiàn)有的微粒測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量了4D20發(fā)動(dòng)機(jī)B50工況下的比排放，比排放為0.61g/kw.h，并對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該系統(tǒng)的適用性。 最后本文根據(jù)LABVIEW編寫了一款上位機(jī)通用軟件，在該通用軟件中，用戶可以輸入發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，便可以得到該系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)。從而針對(duì)任何排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，用戶可以選取該部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)，并搭建符合自己要求的部分流等動(dòng)態(tài)微粒測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)的微粒排放水平進(jìn)行測(cè)量。
【關(guān)鍵詞】：部分流等動(dòng)態(tài) 微粒采樣系統(tǒng) 靜態(tài)調(diào)試 PID參數(shù)整定 適用性評(píng)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK421.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 稀釋取樣系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 全流定容稀釋取樣系統(tǒng)12-14
• 1.2.2 部分流稀釋取樣系統(tǒng)14-18
• 1.3 部分流稀釋取樣系統(tǒng)的研究意義與難點(diǎn)18-19
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 第2章 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)臺(tái)架搭建21-31
• 2.1 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)原理21-24
• 2.2 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)比排放計(jì)算24-26
• 2.3 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)臺(tái)架搭建26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第3章 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)電控系統(tǒng)開發(fā)31-53
• 3.1 飛思卡爾 MC9S12XS128 開發(fā)板介紹31-32
• 3.2 流量控制閥及其驅(qū)動(dòng)模塊32-38
• 3.2.1 流量控制閥介紹32-34
• 3.2.2 流量控制閥的驅(qū)動(dòng)板介紹34-36
• 3.2.3 流量控制閥的控制策略36-38
• 3.3 壓差傳感器及其采集模塊38-39
• 3.4 溫度傳感器及其采集模塊39-41
• 3.5 電磁閥及其驅(qū)動(dòng)模塊41
• 3.6 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)41-42
• 3.7 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)壓差穩(wěn)定性控制策略42-45
• 3.8 LABVIEW 上位機(jī)控制軟件開發(fā)45-51
• 3.8.1 上、下位機(jī) RS232 串口通訊模塊46-47
• 3.8.2 LABVIEW 上位機(jī)監(jiān)測(cè)模塊47-48
• 3.8.3 LABVIEW 上位機(jī)控制模塊48-49
• 3.8.4 上、下位機(jī)功能匹配性驗(yàn)證49-51
• 3.9 本章小結(jié)51-53
• 第4章 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試及適用性評(píng)測(cè)53-73
• 4.1 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試53-58
• 4.1.1 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)靜態(tài)系統(tǒng)搭建53-55
• 4.1.2 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)壓差測(cè)量值分析55-56
• 4.1.3 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試56-58
• 4.2 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)適用性評(píng)測(cè)58-71
• 4.2.1 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng) PID 參數(shù)整定59-63
• 4.2.2 壓差傳感器零點(diǎn)漂移63-64
• 4.2.3 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證64-66
• 4.2.4 帶濃度測(cè)量的微粒采樣系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證66-68
• 4.2.5 壓差對(duì)部分流等動(dòng)態(tài)微粒測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的影響68-71
• 4.3 本章小結(jié)71-73
• 第5章 基于發(fā)動(dòng)機(jī)特征的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)選、軟件開發(fā)73-81
• 5.1 部分流等動(dòng)態(tài)微粒采樣系統(tǒng)通用軟件開發(fā)73-77
• 5.2 采樣系統(tǒng)參數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)關(guān)聯(lián)性分析77-79
• 5.3 本章小結(jié)79-81
• 第6章 全文總結(jié)與工作展望81-83
• 6.1 工作總結(jié)81-82
• 6.2 工作展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 作者簡(jiǎn)介87-89
• 致謝89

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