无载测功中的测试算法及其应用研究

摘要

本文分析了发动机无负荷功率检测的方法和影响瞬时转速测量精度的主要因素，提出了通过采用最小二乘法拟合求解曲轴加速度的方法进行瞬时功率的求解算法，进行了瞬时转速的测取，利用最小二乘法拟合出发动机的飞升曲线，并结合其特点开发了发动机不解体功率测试系统。主要研究内容包括： 1、进行了瞬时转速测量原理的分析和研究，介绍了几种测量瞬时转速的方法，分析了影响瞬时转速测量精度的主要因素，如齿轮分度和采样频率等，探讨了提高瞬时转速的测量精度应用方法。 2、进行了角加速度提取原理的研究，介绍了角加速度提取的方法，并用最小二乘法进行数据处理。 3、在分析柴油机动力学特性的基础上，建立了简化的瞬时功率的计算模型，设计了相应的计算和处理程序。 4、进行了上、下位机的设计，下位机采用高性能的具有SOC特点的超低功耗的MSP430 MCU设计，配以LCD汉字显示器和独立按键，界面清晰直观，操作方便；具有通讯接口和USB接口等，利用U盘作为外存大大提高了下位机的存储容量。采用VC++开发了上位机程序，可实现对下位机的采样数据进行后续处理、数据管理以及发动机功率波动曲线的绘制等。 在进行理论研究的同时，完成了试验研究和测量工作，并对数据进行了系统的分析、对比和仿真，验证了上述测试系统的有效性和工程实用性，并进行了样机的设计。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章、绪论

1.1课题的来源及意义

1.2发动机检测技术发展历史及现状

1.3发动机测功仪研究现状及发展趋势

1.3.1测功仪国内外研究状况分析

1.3.2发动机测功仪发展趋势

1.4本课题的主要研究内容及关键性技术

1.4.1本课题研究的主要内容

1.4.2本课题的关键性技术

第二章、无负荷测功系统的算法分析及实施方案设计

2.1常用测功方法及分类

2.2无负荷测功系统数学模型分析

2.2.1无负荷测功基本原理

2.2.2角加速度法

2.2.3加速时间法

2.2.4功率平衡法

2.3系统实施方案分析和论证

2.3.1系统实施方案

2.3.2系统方案可行性分析

2.4瞬时转速测量技术及加速度求解方法

2.4.1转速的测量和分类

2.4.2瞬时转速测量原理及方法

2.4.3加速度求解方法

2.6最小二乘法原理

第三章、系统总体设计

3.1系统总体设计思想

3.2转速传感器选择

3.3微控制器(MCU)选型

3.4 LCD显示器选型与接口电路

3.5电源及复位电路

3.6键盘接口电路

3.7串行通讯接口电路

3.8 USB接口模块

3.9温度测试模块

第四章、系统软件实现方法及测试分析

4.1软件总体设计思想

4.2主程序设计

4.3系统初始化模块

4.3.1系统初始化程序

4.3.2系统各模块的初始化设置

4.4数据采集模块

4.5数据处理模块

4.5.1加速度dn/dt求解

4.5.2功率计算

4.6 LCD显示程序模块

4.7键盘处理程序模块

4.8系统通信程序模块

4.9 USB接口软件设计

4.10温度测量

4.11上位机软件设计

第五章、系统测试及结果分析

5.1系统测试

5.2数据分析

5.3误差分析

第六章文章总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文