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发动机台架试验实时监测技术的研究与软件实现

王峰  
【摘要】:发动机台架试验作为微型汽车发动机研发的重要组成部分,在中国微型汽车产业的快速发展过程中越来越受到重视。发动机在台架试验过程中,将会承受较大的机械多交变负荷及热负荷,设计缺陷的发动机以及异常故障的微型汽车发动机就极易产生渐变的结构故障造成对试验台架和操作人员的巨大安全隐患。本文旨在研究发动机台架实时监测技术以及开发一套监测软件,对被测微型汽车发动机进行状态监测,并在微型汽车发动机产生重大故障前发出停止试验的预警信息已起到保护试验操作人员和试验台架的目的。 基于发动机台架试验的特点以及振动信号对机械设备状态监测、信息熵与阶比分析技术,本文从发动机台架试验实时监测理论基础的研究出发,介绍实现发动机台架试验实时监测技术实现的过程,并根据建立的监测技术模型从而基于LabVIEW软件编写发动机台架试验实时监测软件,软件的编写还包括状态信息异常预警模块以及报警记录查询模块等,最后对基于振动信号的发动机台架试验实时监测技术与软件进行验证,从而论证技术的可行性与正确性以及监测软件的适用性。主要研究内容包括: 1、对信号处理技术以及信息熵和阶比分析理论进行研究,探讨发动机实时监测技术的理论基础; 2、根据发动机台架试验特点,提出基于信息熵和阶比分析理论特征值的监测方法,对监测方法进行论述; 3、建立基于LabVIEW软件Shannon熵的实时监测模型,对监测模型的重要参数提出合理算法;研究功率谱熵对发动机台架试验监测的重要性,试验得到发动机台架试验正常运行时功率谱熵值范围;在计算阶比跟踪分析的实现过程中,对转速信号等进行计算,选取阶比分析特征值;试验验证监测模型的正确性以及发动机台架试验实时监测软件的适用性。 4、编写一套发动机台架试验实时监测软件,软件包括基于Shannon熵实时监测模块以及包括阶比分析和功率谱熵分析的离线模块。 本文从实际应用出发,站在数学建模思想的高度利用现代信号处理方法,为发动机台架试验实现安全工作的环境提供出一种发动机台架试验实时监测的技术,并研发出发动机台架试验实时监测软件。


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