基于虛擬儀器技術(shù)的柴油機綜合性能檢測系統(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)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展及其在電子測量技術(shù)與儀器上的應(yīng)用，新的測試?yán)碚摗y試方法、測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，測試技術(shù)在許多方面已經(jīng)突破傳統(tǒng)測試儀器的概念。計算機技術(shù)及微電子技術(shù)的發(fā)展正在滲透到測量和儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，測試技術(shù)與計算機深層次的結(jié)合正引起測試儀器領(lǐng)域的一場革命，一種全新的儀器結(jié)構(gòu)概念正在推動新一代儀器的出現(xiàn)。以計算機軟件技術(shù)為核心的虛擬儀器正成為測

2、控領(lǐng)域新的發(fā)展方向，它的出現(xiàn)使測試技術(shù)進(jìn)入了一個新的發(fā)展時代。同時，柴油發(fā)動機也因其良好的動力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性被廣泛應(yīng)用于各種機械和重型車輛，隨著增壓技術(shù)、中冷技術(shù)和共軌噴射技術(shù)在柴油機上的應(yīng)用，噪聲和排放標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)，柴油機被越來越廣泛地應(yīng)用于轎車、卡車和其它車輛。發(fā)動機是一切車輛機械的動力源，因此，發(fā)動機綜合性能測試對整車性能的了解至關(guān)重要。本文針對柴油發(fā)動機性能檢測的要求，重點研究了應(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

3、上實現(xiàn)了發(fā)動機綜合性能參數(shù)的快速測量和分析，拓展了發(fā)動機檢測手段和虛擬儀器的應(yīng)用領(lǐng)域。本文主要研究內(nèi)容如下： (1)分析了柴油機的發(fā)展現(xiàn)狀，并對當(dāng)前的柴油機檢測的特點以及檢測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、靈活性方面與計算機同步。將虛擬儀器作為發(fā)動機綜合性能檢測平臺是一個經(jīng)濟(jì)、靈活、適用的方案。 (2)在研究柴油發(fā)

4、動機方法綜合性能特征參數(shù)及測量原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合傳感器技術(shù)和信號處理技術(shù)，在LabVIEW環(huán)境下開發(fā)了柴油發(fā)動機綜合性能虛擬儀器測量系統(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)便可實現(xiàn)多個參數(shù)的同時測量和數(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)揮計算機的強大計算功能，實現(xiàn)發(fā)動機綜合性能評價，并可以進(jìn)行故障分析和智能診斷功能的擴展。 (3)針對柴油發(fā)動機綜合性

5、能檢測儀器的特點，采用層次化的設(shè)計思想來實現(xiàn)虛擬儀器系統(tǒng)的功能。整個測量系統(tǒng)分為六個部分：無外載測功率部分、高壓噴油過程參數(shù)測定和分析部分、起動過程參數(shù)測定部分、進(jìn)氣歧管真空波形測試部分和排氣分析功能部分。程序結(jié)構(gòu)清晰，可讀性強，可擴展性好，系統(tǒng)調(diào)試簡便。 (4)采用不同的傳感器檢測高壓油管油壓波形、進(jìn)氣壓力波形、起動電流波形。對波形數(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)動機性能的綜合評價和進(jìn)一步的故障診斷提供必要的數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)。 (5)運用LabVIEW的DataSocket技術(shù)和WebServer工具，實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程測控。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，標(biāo)準(zhǔn)化程度進(jìn)一步提高，資源共享得以實現(xiàn)。把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與虛擬儀器技術(shù)有機地結(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)上的計算機實現(xiàn)遠(yuǎn)程檢測，成為真正