虚拟仪器在发动机振动测试及分析中的运用研究

发布时间：2017-04-04 11:09

  本文关键词：虚拟仪器在发动机振动测试及分析中的运用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：发动机振动信号是发动机技术状况和故障征兆的信息载体,利用振动信号作为主要测试分析手段的应用更是在二十年前就开始了,且已经完成了一系列重要的基于振动信号的内燃机测试研究。 本文首先介绍了虚拟仪器的概念、LabVIEW软件开发平台的组成及其在国内外汽车和发动机行业中的运用情况,就内燃机振动的测试及振动信号分析技术做了较为深入的研究。重点将工程振动信号中非平稳信号的若干处理方法如短时傅里叶变换、魏格纳-威尔分布等时频分析方法运用到内燃机振动信号的分析当中。 结合虚拟仪器概念和信号处理的方法,利用LabVIEW在Windows下构建了一套基于虚拟仪器的发动机振动测试和分析系统。本系统可以完成发动机振动信号的实时数据采集、发动机整机振动烈度的计算和评级;振动信号的时域分析、频域分析和时频联合分析,开发了用于发动机爆震特征提取的二进离散小波模块。 对本系统的各个测试及分析功能,都进行了多次的试验验证。本文给出了发动机振动的测试和分析实例,得到了部分试验分析结果,初步揭示了发动机振动信号特征,为发动机振源识别和故障诊断提出了依据。对采集到的发动机压力信号进行了小波分解,从分解结果方便地提取到了爆震信号,并与传统的滤波爆震特征提取方法的结果进行了对比。表明把虚拟技术运用到发动机的振动测试及信号分析当中是切实可行的,是非常方便的,对现代发动机测试技术及信号分析处理技术的发展起着极其重要的作用。 本系统可广泛应用于实验室、生产现场和教学中做振动信号的测试和分析,在一定程度上可以代替专用信号处理仪的功能。
【关键词】：虚拟仪器 LabVIEW 内燃机 振动测试 时频联合分析 小波分析
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TK407
【目录】：

• 第一章 虚拟仪器技术介绍9-16
• 1.1 虚拟仪器9-12
• 1.1.1 虚拟仪器技术的发展历程9-10
• 1.1.2 虚拟仪器系统的组成10-11
• 1.1.3 虚拟仪器在发动机及汽车行业中的应用11-12
• 1.2 LabVIEW 简介12-14
• 1.2.1 LabVIEW 与虚拟仪器12-13
• 1.2.2 LabVIEW 软件组成13-14
• 1.3 本课题的研究内容及其意义14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 内燃机的振动及其测试技术16-23
• 2.1 内燃机振动的基本概念16-17
• 2.2 整机振动评估方法17-19
• 2.2.1 整机振动的量标17
• 2.2.2 整机振动理论振级的计算17-19
• 2.2.3 整机振动的评级19
• 2.3 内燃机振动测量19-22
• 2.3.1 内燃机振动分类19-20
• 2.3.2 内燃机整机振动测量20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 振动信号处理和分析技术23-35
• 3.1 信号测试与分析技术发展概况24-25
• 3.2 傅里叶变换25-27
• 3.2.1 傅里叶变换的概念及其运用25-26
• 3.2.2 傅里叶变换在信号分析中的局限性26-27
• 3.3 短时傅里叶变换27-32
• 3.3.1 短时傅里叶变换定义27-28
• 3.3.2 巴什瓦(Parseval)公式28-29
• 3.3.3 信号的持续时间和不确定性原理29-30
• 3.3.4 短时傅里叶变换的滤波作用30
• 3.3.5 短时傅里叶变换的时间——频率局部化性质30-32
• 3.4 Wigner-Ville(魏格纳-威尔)分布32-33
• 3.5 小波分析的概念33
• 3.6 本章小结33-35
• 第四章 基于虚拟仪器的发动机振动测试系统35-55
• 4.1 发动机振动测试系统的组成35-40
• 4.1.1 基于虚拟仪器的振动测试系统硬件组成35-36
• 4.1.2 虚拟仪器构成的振动测试系统软件结构36-40
• 4.2 发动机振动测试系统的界面组成40-42
• 4.2.1 图形显示区域41
• 4.2.2 试验选择区域41
• 4.2.3 参数设置区域41-42
• 4.2.4 试验结果报告区域42
• 4.2.5 程序运行控制区域42
• 4.3 发动机振动测试及分析试验实例42-53
• 4.3.1 压电式加速度计灵敏度的标定42-44
• 4.3.2 发动机整机振动及评级试验44-45
• 4.3.3 发动机振动信号时域波形采集45
• 4.3.4 发动机振动信号自相关函数曲线45-46
• 4.3.5 发动机振动信号频谱分析46
• 4.3.6 发动机振动信号时频联合分析46-53
• 4.4 本章小结53-55
• 第五章 小波分析在发动机爆震检测中的应用55-64
• 5.1 小波分析原理55-58
• 5.1.1 连续小波变换55-56
• 5.1.2 离散小波变换56-58
• 5.2 发动机爆震特征提取58-63
• 5.2.1 二进离散小波分析模块介绍58-59
• 5.2.2 爆震特征的二进小波分解提取59-62
• 5.2.3 爆震特征的滤波提取62-63
• 5.3 本章小节63-64
• 第六章 全文总结64-65
• 参考文献65-68
• 致谢68

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1 北京 蔡德聪 孙宇瑞;浅话虚拟仪器[N];电子报;2001年

2 苏月琼;虚拟仪器将大行其道[N];中国电子报;2000年

3 苏月琼;虚拟仪器渐成气候[N];中国电子报;2001年

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5 ;虚拟仪器[N];中国电力报;2001年

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8 重庆 肖庆涛;让电脑变成一台虚拟仪器[N];电脑报;2002年

9 广东 王一;一款新颖的虚拟仪器——FlashDSO Ⅱ（下）[N];电子报;2003年

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