基于虛擬儀器技術(shù)的柴油機(jī)綜合性能檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、自從20世紀(jì)70年代集成電路出現(xiàn)以來，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展及其在電子測(cè)量技術(shù)與儀器上的應(yīng)用，新的測(cè)試?yán)碚?、測(cè)試方法、測(cè)試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，測(cè)試技術(shù)在許多方面已經(jīng)突破傳統(tǒng)測(cè)試儀器的概念。計(jì)算機(jī)技術(shù)及微電子技術(shù)的發(fā)展正在滲透到測(cè)量和儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)深層次的結(jié)合正引起測(cè)試儀器領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，一種全新的儀器結(jié)構(gòu)概念正在推動(dòng)新一代儀器的出現(xiàn)。以計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)為核心的虛擬儀器正成為測(cè)

2、控領(lǐng)域新的發(fā)展方向，它的出現(xiàn)使測(cè)試技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)代。同時(shí)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)也因其良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性被廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械和重型車輛，隨著增壓技術(shù)、中冷技術(shù)和共軌噴射技術(shù)在柴油機(jī)上的應(yīng)用，噪聲和排放標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)，柴油機(jī)被越來越廣泛地應(yīng)用于轎車、卡車和其它車輛。發(fā)動(dòng)機(jī)是一切車輛機(jī)械的動(dòng)力源，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能測(cè)試對(duì)整車性能的了解至關(guān)重要。本文針對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)性能檢測(cè)的要求，重點(diǎn)研究了應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)、傳感器技術(shù)。在虛擬儀器技術(shù)平臺(tái)

3、上實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能參數(shù)的快速測(cè)量和分析，拓展了發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)手段和虛擬儀器的應(yīng)用領(lǐng)域。本文主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)分析了柴油機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)當(dāng)前的柴油機(jī)檢測(cè)的特點(diǎn)以及檢測(cè)手段和所存在的問題進(jìn)行了討論，與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器的優(yōu)越性明顯，其開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用低，技術(shù)更新周期短，軟件在儀器中起著關(guān)鍵作用；在開放性、靈活性方面與計(jì)算機(jī)同步。將虛擬儀器作為發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)平臺(tái)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)、靈活、適用的方案。 (2)在研究柴油發(fā)

4、動(dòng)機(jī)方法綜合性能特征參數(shù)及測(cè)量原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合傳感器技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)，在LabVIEW環(huán)境下開發(fā)了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能虛擬儀器測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成度高，由一塊數(shù)據(jù)采集卡(DAQPad-6020E)、若干傳感器和相應(yīng)軟件組成的系統(tǒng)便可實(shí)現(xiàn)多個(gè)參數(shù)的同時(shí)測(cè)量和數(shù)據(jù)分析，具備傳統(tǒng)綜合性能分析儀器的全部功能，更加有利于發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算功能，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能評(píng)價(jià)，并可以進(jìn)行故障分析和智能診斷功能的擴(kuò)展。 (3)針對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性

5、能檢測(cè)儀器的特點(diǎn)，采用層次化的設(shè)計(jì)思想來實(shí)現(xiàn)虛擬儀器系統(tǒng)的功能。整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)分為六個(gè)部分：無外載測(cè)功率部分、高壓噴油過程參數(shù)測(cè)定和分析部分、起動(dòng)過程參數(shù)測(cè)定部分、進(jìn)氣歧管真空波形測(cè)試部分和排氣分析功能部分。程序結(jié)構(gòu)清晰，可讀性強(qiáng)，可擴(kuò)展性好，系統(tǒng)調(diào)試簡(jiǎn)便。 (4)采用不同的傳感器檢測(cè)高壓油管油壓波形、進(jìn)氣壓力波形、起動(dòng)電流波形。對(duì)波形數(shù)據(jù)通過相關(guān)性分析、傅立葉變換、功率譜分析等數(shù)學(xué)手段的處理，調(diào)用MATLAB作為計(jì)算引擎，用小波

6、分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為手段，可以提取數(shù)據(jù)中的特征參數(shù)，為發(fā)動(dòng)機(jī)性能的綜合評(píng)價(jià)和進(jìn)一步的故障診斷提供必要的數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)。 (5)運(yùn)用LabVIEW的DataSocket技術(shù)和WebServer工具，實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程測(cè)控。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的虛擬儀器儀器系統(tǒng)，其智能化進(jìn)一步增強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)化程度進(jìn)一步提高，資源共享得以實(shí)現(xiàn)。把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與虛擬儀器技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器系統(tǒng)，是虛擬儀器系統(tǒng)發(fā)展的方向，利用網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程檢測(cè)，成為真正