柴油机噪声测试系统开发与噪声源分析研究

发布时间：2020-05-10 08:24

【摘要】：噪声采集分析系统是整车噪声控制研究的重要手段,但通常存在价格昂贵、携带不便利等问题,本研究通过噪声源分析、信号时频域特征提取方法、试验分析方法、噪声采集分析系统与试验分析等研究内容,分析了试验分析方法与时频域特征提取方法的优势,并基于NI与LabVIEW的软硬件开发噪声采集分析系统,具有简单实用、便携式的特点,能够试验分析整车与柴油机关键零部件的噪声变化规律。论文针对噪声信号特征、噪声采集分析系统开发、试验分析应用等方面开展了重点研究,主要研究内容描述如下:首先,研究了柴油机的噪声源问题及其噪声产生机理,分析了噪声时域、频域、时频域的特征提取方法,以及开展柴油机噪声的主要试验方法,通过对比分析信号特征提取方法与试验分析方法的优缺点,确定了结合试验分析与时频域分析相结合的噪声分析流程,为后续基于NI与LabVIEW的软硬件开发噪声采集分析系统奠定基础。其次,噪声采集分析系统开发研究:一方面,重点开展了噪声采集分析系统硬件开发,根据噪声采集系统的硬件设计方案,开展了系统硬件选择、信号调理电路、数据采集卡的选择、数据采集设备主要指标、被测试信号的连接方式等方面研究,并分析了该硬件设计能够满足整车及柴油机噪声的测试要求;另一方面,重点开展了噪声采集分析系统软件开发,根据噪声采集系统的软件总体程序设计方案,开展了噪声采集系统的软件各功能模块设计,主要包括数据采集主模块设计、参数设置子模块设计、数据管理模块设计、标定子模块设计、软件主界面及结果显示模块设计等方面研究,并完成了软件程序主要子模块的调试分析;另一方面,利用MATLAB工具包在信号特征分析方面的优势,基于LabVIEW与MATLAB开发设计了噪声信号小波分析模块,该分析模块能够实现对小波分析结果的调用,丰富了该噪声采集分析系统的信号分析处理功能。最后,详细分析了噪声采集分析系统的信号快速采集分析处理功能,能够实现噪声信号的均方根值、波形指标、峰值指标、频谱特性等方面的快速计算,并分别开展柴油机噪声、整车车内外噪声、车载后处理器噪声等方面的试验研究,充分体现了本研究所开发的噪声采集系统的简单实用、便携性的特点,并能够实现所测试对象噪声状况的快速评价,分析验证了该噪声采集分析系统的信号采集与信号分析处理能力。论文设计的噪声采集分析系统具有人机交互界面友好、操作简单、便携式、通用性强的特点,能够为整车及柴油机的复杂测试环境提供了一种良好的技术手段。
【图文】：

发动机噪声,产生过程,振动噪声,开发研究

图 1.1 发动机噪声产生过程Fig. 1.1 Internal combustion engine noise source diagram.4 振动噪声测试系统开发研究随着社会的发展，科技的不断进步，同时出现的问题也是层出不穷，只有不断地

分解结构,小波包,分解为,窄带信号

而提高了时频分辨率。目前，WPT 可以作为很好的前处理器，将信号分离为很多窄带信号。WPT 的分解结构图如图 2.1 所示。图2.1 小波包技术的分解结构图Fig. 2.1 Decomposition structure of wavelet packet technology由图 2.1 可以看出，可以分别通过一系列低频滤波器与高频滤波器，将观察信号 x(t)分解为近似部分（A1）与详细部分（D1），类似的，，对于第一层（A1, D1）而言，可进一步分别分解为第二层近似与详细部分（AA2、DA2、AD2、DD2）对于 n 层分解，观察信号将被分解为 2n个窄带信号。可见，对于信号 x(t)的不同能量的组成成分，其每一个分量都将被分解到各个频率段内，即使是低能量的分量，WPT 分解过程也会保留分量自身的特性。由多分辨率分析理论可知
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U464.172;U467.493

【参考文献】