柴油机两级相继增压控制系统设计及其硬件在环仿真
发布时间：2024-05-11 05:55
由于环境污染日益严重和能源危机迫在眉睫,柴油机需要进一步节能减排。众所周知,涡轮增压器与柴油机相结合可以提高动力系统的整体效率,且拥有高增压比和小转动惯量的增压系统更能有效地提升柴油机稳态和瞬态性能。两级相继增压系统采用多个小转动惯量涡轮增压器与柴油机联合运行,提供很高的增压压力,能大幅度提高柴油机的瞬态响应能力和热效率。国内还没有成熟的两级相继增压控制系统出现,如何更好的实现两级相继增压系统的控制,成为研究人员需要面对的问题。本文开发了两级相继增压控制系统,并使用dSPACE设备进行两级相继增压控制箱的硬件在环仿真试验,验证了控制箱的基本功能。本文的主要工作如下:(1)控制系统的总体设计:明确了控制系统的组成;对控制系统的信号进行分类;明确控制信号和需要监控的运行状态信号;确定控制系统实行闭环控制的方式;确定控制箱使用液晶显示的方式实现系统状态信息的展示;设计了控制箱的控制面板和功能。(2)控制系统的硬件设计:根据控制系统需要处理的数据量和要实现的功能,选择合适的单片机;完成电路板的总体设计;根据控制要求,选择符合控制精度和实时性的AD转换模块;设计符合电磁式转速传感器试用的频率预处...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 相继增压技术研究现状
1.2.1 相继增压技术国外研究现状
1.2.2 相继增压技术国内研究现状
1.3 两级与可调两级增压技术研究现状
1.3.1 两级与可调两级增压技术国外研究现状
1.3.2 两级与可调两级增压技术国内研究现状
1.4 两级相继增压技术研究现状
1.4.1 两级相继增压技术国外研究现状
1.4.2 两级相继增压技术国内研究现状
1.5 柴油机硬件在环仿真技术研究现状
1.5.1 柴油机硬件在环仿真技术国外研究现状
1.5.2 柴油机控制单元硬件在环仿真技术国内研究现状
1.6 平均值模型概述
1.6.1 准稳态模型
1.6.2 充排模型
1.6.3 分缸模型
1.6.4 平均值模型
1.7 相继增压控制系统研究现状
1.8 本文的主要研究内容
第2章 两级相继增压控制系统的总体及硬件设计
2.1 两级相继增压系统总体设计
2.1.1 两级相继增压控制箱面板设计
2.1.2 控制箱模式设置
2.2 两级相继增压控制单元的单片机系统
2.2.1 STM32F103VET6 单片机简介
2.2.2 单片机系统的其他模块
2.2.3 控制单元的传感器
2.3 两级相继增压控制单元的其他硬件
2.3.1 执行器
2.3.2 CAN通信硬件
2.4 本章小结
第3章 两级相继增压控制系统软件设计
3.1 基于LabVIEW的编程语言
3.2 基于LabVIEW的界面设计
3.3 Lab VIEW程序设计
3.3.1 基于LabVIEW的 CAN通讯设计
3.3.2 数据处理与报警系统的设计
3.4 两级相继增压控制系统下位机程序流程
3.5 两级相继增压控制系统下位机子程序设计
3.5.1 下位机CAN通讯子程序设计
3.5.2 下位机的显示子程序
3.5.3 下位机的控制子程序与控制策略
3.5.4 转速采集子程序
3.5.5 更改延时子程序
3.6 本章小结
第4章 硬件在环仿真模型的建立
4.1 柴油机基本参数
4.2 系统各部分的数学模型
4.2.1 涡轮增压器的数学模型
4.2.2 进气系统模型
4.2.3 排气系统模型
4.3 柴油机Simulink的建模
4.4 Simulink模型的离线仿真
4.5 本章小结
第5章 控制箱硬件在环仿真
5.1 dSPACE平台简介
5.2 硬件在环仿真平台的建立与试验
5.2.1 软件接口的建立
5.2.2 控制箱的稳态校正
5.2.3 上行切换瞬态试验与结果分析
5.2.4 下行切换瞬态试验与结果分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A
附录 B
附录 C
附录 D
本文编号：3969621
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 相继增压技术研究现状
1.2.1 相继增压技术国外研究现状
1.2.2 相继增压技术国内研究现状
1.3 两级与可调两级增压技术研究现状
1.3.1 两级与可调两级增压技术国外研究现状
1.3.2 两级与可调两级增压技术国内研究现状
1.4 两级相继增压技术研究现状
1.4.1 两级相继增压技术国外研究现状
1.4.2 两级相继增压技术国内研究现状
1.5 柴油机硬件在环仿真技术研究现状
1.5.1 柴油机硬件在环仿真技术国外研究现状
1.5.2 柴油机控制单元硬件在环仿真技术国内研究现状
1.6 平均值模型概述
1.6.1 准稳态模型
1.6.2 充排模型
1.6.3 分缸模型
1.6.4 平均值模型
1.7 相继增压控制系统研究现状
1.8 本文的主要研究内容
第2章 两级相继增压控制系统的总体及硬件设计
2.1 两级相继增压系统总体设计
2.1.1 两级相继增压控制箱面板设计
2.1.2 控制箱模式设置
2.2 两级相继增压控制单元的单片机系统
2.2.1 STM32F103VET6 单片机简介
2.2.2 单片机系统的其他模块
2.2.3 控制单元的传感器
2.3 两级相继增压控制单元的其他硬件
2.3.1 执行器
2.3.2 CAN通信硬件
2.4 本章小结
第3章 两级相继增压控制系统软件设计
3.1 基于LabVIEW的编程语言
3.2 基于LabVIEW的界面设计
3.3 Lab VIEW程序设计
3.3.1 基于LabVIEW的 CAN通讯设计
3.3.2 数据处理与报警系统的设计
3.4 两级相继增压控制系统下位机程序流程
3.5 两级相继增压控制系统下位机子程序设计
3.5.1 下位机CAN通讯子程序设计
3.5.2 下位机的显示子程序
3.5.3 下位机的控制子程序与控制策略
3.5.4 转速采集子程序
3.5.5 更改延时子程序
3.6 本章小结
第4章 硬件在环仿真模型的建立
4.1 柴油机基本参数
4.2 系统各部分的数学模型
4.2.1 涡轮增压器的数学模型
4.2.2 进气系统模型
4.2.3 排气系统模型
4.3 柴油机Simulink的建模
4.4 Simulink模型的离线仿真
4.5 本章小结
第5章 控制箱硬件在环仿真
5.1 dSPACE平台简介
5.2 硬件在环仿真平台的建立与试验
5.2.1 软件接口的建立
5.2.2 控制箱的稳态校正
5.2.3 上行切换瞬态试验与结果分析
5.2.4 下行切换瞬态试验与结果分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A
附录 B
附录 C
附录 D
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