新型压燃装置实时信号采集系统的研制

发布时间：2023-04-18 22:47

　　为了研究均质压燃(HCCI),本文在新型混合气压缩燃烧装置的基础上,结合课题组长期以来的积累,研制了一套应用于该装置的位移信号与缸内压力信号实时采集系统,以推进课题组在该领域的研究。论文主要工作有:为实现缸内压力信号与活塞杆位移信号的一一对应,在原有装置的基础上,设计了一套活塞杆位移测量机构方案,通过外伸齿轮齿条增速机构将活塞位移的直线运动转换成末节齿轮的旋转运动,利用光电开关传递位移信号。方案在最大程度上保证了原有缸体结构的同时,保证了位移转换的精度。针对缸压传感器信号特点,研制了针对小信号的二级增益可调放大滤波调理电路。通过理论计算和仿真分析验证了电路的频率响应特性。在此基础上,研制了基于STM32芯片的信号实时采集系统。为实现位移信号外部触发的缸压信号实时采集,进行了嵌入式系统A/D转换与串口通信程序设计。同时,为实现采集结果的实时监测,在PC机上编写基于MFC的上位机程序,实现调用串口资源接收数据和数据点绘图保存功能。针对本传感器噪声信号周期性波动的特点,引入军用雷达与天线领域常用的旁瓣对消理念,提出了两种周期性噪声信号干扰对消方案,通过实验验证与分析,总结出了应对周期性复杂噪...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 均质压燃技术特点
        1.1.2 国内外研究方法与进展
        1.1.3 数据采集系统进展
    1.2 课题组研究进展与本课题由来
        1.2.1 课题组研究成果
        1.2.2 本课题由来
    1.3 本文研究内容与意义
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究意义
2 试验装置改进设计与系统整体方案
    2.1 试验装置改进设计
        2.1.1 装置整体结构及工作原理
        2.1.2 缸内压力产生
        2.1.3 位移测量结构设计
    2.2 传感器选型与工作原理
        2.2.1 槽型光电开关
        2.2.2 压力传感器
    2.3 系统整体方案设计
    2.4 本章小结
3 系统硬件设计
    3.1 信号调理电路设计
        3.1.1 功能需求分析
        3.1.2 前级放大电路设计与仿真
        3.1.3 次级滤波电路设计与仿真
    3.2 嵌入式最小系统硬件设计
        3.2.1 MCU外围电路设计
        3.2.2 串口通信模块设计
    3.3 电源模块设计与检测
    3.4 本章小结
4 系统软件设计
    4.1 嵌入式最小系统软件设计
        4.1.1 A/D转换程序
        4.1.2 串口通信程序
    4.2 基于MFC的上位机程序
        4.2.1 MSComm控件读取串口数据
        4.2.2 绘图控制与数据存储
    4.3 本章小结
5 系统功能测试与检验
    5.1 调理电路放大滤波功能检验
        5.1.1 正弦信号放大滤波性能测试
        5.1.2 传感器噪声信号的干扰对消
    5.2 信号数据流分步检验
        5.2.1 A/D转换功能检验
        5.2.2 串口通信功能检验
    5.3 系统功能整体测试
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献



本文编号：3793185