發(fā)布時間：2017-10-05 21:01

  本文關鍵詞：氧傳感器動態(tài)特性測試臺架研發(fā)

  更多相關文章： 氧傳感器 測試臺架 PID 油膜動態(tài)補償 基于模型設計

【摘要】：隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展所帶來的環(huán)境污染問題日益嚴重,政府部門出臺更嚴苛的尾氣排放法規(guī)以保證環(huán)境質(zhì)量,其中氧傳感器是汽車尾氣排放控制中關鍵的零部件之一�，F(xiàn)在國內(nèi)的氧傳感器制造商基本停留于四線的開關型氧傳感器生產(chǎn)研發(fā)中,而且傳感器質(zhì)量與國外產(chǎn)品還有一定差距。為此,生產(chǎn)企業(yè)需要對傳感器動靜態(tài)特性進行檢驗。本課題研發(fā)了能檢測氧傳感器加熱電流、傳感器阻抗等靜態(tài)特性以及檢測氧傳感器開關特性、啟動時間等動態(tài)特性的測試臺。通過將待測傳感器的實驗值與企業(yè)標準值進行對比,幫助國內(nèi)汽車零部件企業(yè)進一步提升自己產(chǎn)品的競爭力。本文主要針對開關型的濃差電壓型傳感器進行測試臺架的研發(fā)。根據(jù)企業(yè)需求,通過分析氧傳感器的工作原理和輸出特性,制定對應的動態(tài)特性實驗的測試方案�？紤]需要滿足系統(tǒng)響應快和模擬工況真實等條件,本文基于單缸四沖程的春風CF125發(fā)動機進行測試臺架的研發(fā),臺架由發(fā)動機、排氣系統(tǒng)、傳感器測試裝載臺以及上位機等組成。同時選擇基于飛思卡爾公司的MC9S12P128和MC33812芯片所制作的控制板進行核心控制,如噴油控制、轉(zhuǎn)速控制、控制算法計算以及CAN通訊等。測試臺架的工作原理是上位機根據(jù)特定的實驗發(fā)送需求的空燃比指令給ECU。ECU通過獲取寬域氧傳感器的輸出信號進行閉環(huán)控制,確保實際空燃比曲線能夠較好地跟蹤需求空燃比曲線。同時采集待測傳感器的輸出電壓,并對其進行分析計算,從而判斷傳感器質(zhì)量�？紤]到有長短兩種空燃比切換周期的控制,因此分別選擇PID系數(shù)查表化的PID控制和油膜動態(tài)補償器來滿足兩種控制要求。通過Matlab/Simulink平臺,建立PID控制模型和油膜動態(tài)補償?shù)陌l(fā)動機平均值模型,仿真檢驗模型后借助Simulink的Real-time workshop自動代碼生成工具直接生成控制代碼下載到單片機中。在實際測試中,對PID系數(shù)和油膜動態(tài)特性參數(shù)進行標定,并展示了其中一部分重要的靜態(tài)和動態(tài)特性測試實驗實例,分析待測傳感器的性能。最終完善后的測試臺架可以實現(xiàn)氧傳感器的動靜態(tài)測試,以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)保存、分析以及打印報告等功能。本文所建立的氧傳感器動態(tài)特性測試臺架為企業(yè)提供了一個快捷有效的氧傳感器動靜態(tài)特性檢驗方案,為企業(yè)進一步開發(fā)和提升產(chǎn)品質(zhì)量提供有效的幫助。
【關鍵詞】：氧傳感器 測試臺架 PID 油膜動態(tài)補償 基于模型設計
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U467.52
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 氧傳感器現(xiàn)狀分析11-14
• 1.1.1 國內(nèi)氧傳感器生產(chǎn)及應用情況11-13
• 1.1.2 國外氧傳感器生產(chǎn)及應用情況13-14
• 1.2 氧傳感器的工作原理14-16
• 1.3 空燃比控制的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容19
• 1.5 本文的組織和結構19-21
• 第二章 氧傳感器測試臺架概述21-26
• 2.1 氧傳感器輸出信號分析21-22
• 2.2 測試臺架的主要功能和要求22
• 2.3 傳感器動態(tài)特性指標及其測試方案22-25
• 2.3.1 開關特性22-23
• 2.3.2 啟動時間23-24
• 2.3.3 快速切換24
• 2.3.4 工況實驗24-25
• 2.4 本章小結25-26
• 第三章 傳感器臺架方案設計26-37
• 3.1 整體方案設計26-27
• 3.2 核心方案設計27-31
• 3.2.1 噴油調(diào)節(jié)方案設計29-30
• 3.2.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方案設計30
• 3.2.3 通訊方案設計30-31
• 3.3 控制策略方案實現(xiàn)31-33
• 3.4 相關軟硬件選型33-36
• 3.4.1 發(fā)動機選型33-34
• 3.4.2 油門電機選型34-35
• 3.4.3 CAN設備選型35
• 3.4.4 開發(fā)工具選擇35-36
• 3.5 本章小結36-37
• 第四章 實驗臺空燃比控制策略設計37-48
• 4.1 PID控制方案設計37-39
• 4.2 油膜動態(tài)補償設計39-46
• 4.2.1 進氣系統(tǒng)子模型40-42
• 4.2.2 燃油系統(tǒng)子模型42-43
• 4.2.3 動力輸出子模型43-44
• 4.2.4 發(fā)動機模型仿真44-46
• 4.3 本章小結46-48
• 第五章 臺架系統(tǒng)測試48-61
• 5.1 C#控制界面設計48-49
• 5.1.1 C#通訊設計48
• 5.1.2 C#可視化控制界面設計48-49
• 5.2 控制模型參數(shù)標定49-56
• 5.2.1 PID參數(shù)標定51-53
• 5.2.2 油膜動態(tài)補償器參數(shù)標定53-56
• 5.3 系統(tǒng)測試實驗56-60
• 5.3.1 靜態(tài)實驗57-58
• 5.3.2 動態(tài)實驗58-60
• 5.4 測試注意事項60
• 5.5 本章小結60-61
• 總結與展望61-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果67-68
• 致謝68-69
• 附件69

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