汽油機(jī)爆震振動特征提取及強(qiáng)度評價方法研究.pdf

1、爆震檢測是汽油發(fā)動機(jī)點火閉環(huán)控制的前提和基礎(chǔ)，爆震特征提取和強(qiáng)度評價是爆震檢測與控制的前提。強(qiáng)烈爆震導(dǎo)致發(fā)動機(jī)功率下降，油耗上升，氣缸過熱甚至損壞發(fā)動機(jī)。但是，輕微爆震反而能改善發(fā)動機(jī)的動力性和效率。機(jī)體振動法是目前最為常用的爆震檢測手段，但現(xiàn)有的爆震檢測方法只能粗略的檢測爆震，不能精細(xì)劃分爆震強(qiáng)度，難于實現(xiàn)爆震的精確控制。因此，及時有效的檢測爆震及判定爆震程度具有重要的理論意義和工程實用價值。
　　論文在研究小波變換、經(jīng)驗?zāi)B(tài)分

2、解、高階統(tǒng)計量理論、分形理論和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)等非平穩(wěn)、非線性振動信號特征提取方法的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)深入地開展了信號分析方法在發(fā)動機(jī)振動信號爆震特征提取和強(qiáng)度判定領(lǐng)域中的應(yīng)用研究，通過對測取信號的分析再處理，提取了表征發(fā)動機(jī)爆震狀態(tài)的關(guān)鍵特征信息，實現(xiàn)了爆震檢測和強(qiáng)度判定。主要研究成果如下：
　　針對缸內(nèi)壓力高頻振蕩傳播方向的隨機(jī)性以及發(fā)動機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)振動的非線性，提出了融合多個方向振動特性分析爆震特征的方法，深入分析了缸內(nèi)壓力振蕩對振動信號

3、的影響規(guī)律，確定了對爆震最為敏感的振動方向。
　　在深入研究EEMD和WPT基本原理和算法的基礎(chǔ)上，針對爆震振動信號時頻特性，結(jié)合EEMD濾波、WPT去噪的技術(shù)特點，提出了基于EEMD和WPT協(xié)同的爆震振動信號特征提取方法，克服了小波包分解頻率成分無物理意義和IMF分量頻帶成分過寬的問題。提取了爆震特征子頻帶，通過局部能量分析提出爆震強(qiáng)度計算方法，能夠有效地檢測爆震并判定其強(qiáng)度。
　　發(fā)動機(jī)處在不同強(qiáng)度爆震狀態(tài)時，振動信號的

4、非高斯成分在雙頻域內(nèi)的分布強(qiáng)度與形態(tài)均不相同。通過對不同爆震強(qiáng)度振動信號的雙譜特性分析，并利用雙譜主對角切片和奇異值分解對雙譜進(jìn)行降維處理，有效實現(xiàn)了爆震特征提取和強(qiáng)度評價。
　　在研究分形理論的基礎(chǔ)上，探討了盒維數(shù)和廣義維數(shù)的計算方法。研究了單重分形和多重分形在爆震檢測中的應(yīng)用，對比了單重分形和多重分形檢測爆震的優(yōu)勢與不足。
　　為全面準(zhǔn)確地識別爆震及其強(qiáng)度，提出了基于多域聯(lián)合技術(shù)的特征提取方法：包括具有雙重消噪能力的小波