基于DSP的汽车发动机故障诊断及预测系统研究

发布时间：2017-04-27 01:14

  本文关键词：基于DSP的汽车发动机故障诊断及预测系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科学技术的飞速进步，应用在汽车领域的新技术也迅速增加，特别是现在的高新计算机技术、电子技术融入汽车领域后，使得汽车变成一个复合型且复杂的系统。因此汽车产生故障问题也更加复杂化多样化，从而如何在汽车表体采集信号来确定汽车故障的技术成为当今汽车故障诊断发展的新趋势。随着故障技术进步同时推进了汽车安全行驶、减少有害尾气的排放、延长汽车工作寿命等技术的发展。因此研究故障诊断技术对汽车发展、对行车安全、对环境污染都有重大意义。 本文基于DSP设计了汽车发动机故障诊断及预测系统。首先在文中分析汽车尾气中CO、CO_2、HC、O_2产生的机理，研究了汽车发动机故障与汽车尾气及发动机振动、噪声的关联关系。然后设计出汽车发动机故障诊断及预测系统的总体框架结构。根据汽车发动机故障诊断及预测系统的需求采用了DSP芯片为主控芯片。系统硬件电路中主要包括尾气检测电路、无线收发射电路、振动及噪声检测电路、TFT显示屏电路、SD卡存储电路、TMS320F2812最小系统电路、USB通讯电路。在本中先设计出系统整体软件结构框图，并在文中对各个子程序模块详细的解释，并在故障诊断及预测的推理中采用了遗传神经网络算法。最后本系统可以通过分析汽车尾气成分、发动机诊断、发动机异响等参数来推理汽车出现的故障以及即将发生的故障，并在TFT显示屏上对用户显示出相应的修整提示。 本文设计的汽车发动机故障诊断及预测系统，通过汽车在各个工况的实验和调试，系统实现了汽车发动机故障诊断及预测的功能，尤其是在汽车的损耗性故障预测方面有着很准确的预测能力。本系统有测量精度高、预测准确率高、人机界面和谐等特点，，非常适合实际应用。
【关键词】：汽车尾气 汽车发动机 遗传神经网络 故障诊断
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U472.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课题研究的背景及意义11-12
• 1.2 汽车发动机故障诊断预测技术的国内外发展现状12-13
• 1.2.1 国外汽车发动机故障诊断技术发展趋势12-13
• 1.2.2 国内汽车发动机故障诊断技术研究状况13
• 1.3 汽车发动机故障诊断及预测的内容和体系13-14
• 1.3.1 诊断原理13-14
• 1.3.2 诊断技术14
• 1.4 论文主要研究内容14-16
• 第2章 汽车发动机故障诊断的特征信号研究16-26
• 2.1 汽车尾气生成机理16-18
• 2.1.1 一氧化碳生成分析16-17
• 2.1.2 碳氢化合物生成分析17-18
• 2.1.3 二氧化碳、氧气生成分析18
• 2.2 尾气采集原理18-21
• 2.2.1 电化学法18-19
• 2.2.2 不分光红外吸收法19-20
• 2.2.3 其它检测方法20-21
• 2.3 尾气排放的检测方法21-23
• 2.3.1 怠速法21
• 2.3.2 双怠速法21-22
• 2.3.3 简易工况法22-23
• 2.3.4 瞬态排放检测23
• 2.4 汽车发动机振动、异响的分析23-25
• 2.4.1 发动机振动与故障的研究23-24
• 2.4.2 发动机异响与故障的研究24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 汽车发动机故障诊断与预测的算法研究26-35
• 3.1 汽车车发动机故障特征信号分析26
• 3.2 遗传算法优化神经网络的基本思想26-31
• 3.2.1 阈值、权值的选取27
• 3.2.2 编码和初始种群27-28
• 3.2.3 适应度函数设计28
• 3.2.4 选择算子选取28
• 3.2.5 交叉算子选取28-29
• 3.2.6 变异算子选取29
• 3.2.7 遗传算法对神经网络算法的优化策略29-31
• 3.3 遗传神经网络汽车发动机故障诊断31-34
• 3.3.1 遗传神经网络算法的误差分析31-32
• 3.3.2 基于遗传神经网络仿真测试32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 汽车发动机故障诊断及预测系统硬件设计35-47
• 4.1 系统整体框图设计35-36
• 4.2 尾气采集部分设计36-40
• 4.2.1 红外发射电路设计36
• 4.2.2 四元热堆信号采集电路设计36-37
• 4.2.3 红外信号调理电路设计37-38
• 4.2.4 A/D 转换电路38-39
• 4.2.5 MSP430F2012 最小系统设计39
• 4.2.6 2.4GHz 无线电路设计39-40
• 4.3 汽车发动机振动、异响信号采集电路设计40-42
• 4.3.1 发动机振动信号采集电路设计41-42
• 4.3.2 发动机异响信号采集电路设计42
• 4.4 汽车发动机故障分析电路设计42-46
• 4.4.1 USB 接口及 SD 卡接口电路设计42-43
• 4.4.2 语音电路设计43-44
• 4.4.3 DSP 控制器电路设计44-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 汽车发动机故障诊断与预测系统软件开发及实验结果47-62
• 5.1 DSP 的软件开发及设计47-49
• 5.1.1 DSP 开发系统47-48
• 5.1.2 程序设计语言及方法48-49
• 5.2 汽车发动机故障诊断及预测系统的程序设计49-54
• 5.2.1 尾气检测板的程序设计49-50
• 5.2.2 噪声及振动采集板程序设计50-52
• 5.2.3 DSP 信号处理板程序设计52-54
• 5.3 汽车发动机故障诊断系统的实验结果54-60
• 5.3.1 传统方法的故障诊断结果55-57
• 5.3.2 基于遗传神经网络算法的汽车发动机故障诊断结果57-60
• 5.4 本章小结60-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文67-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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