基于虚拟仪器的发动机振动检测的研究

论文摘要

发动机是车辆的动力源,其整体性能的好坏将直接影响到车辆的总体性能。发动机的振动信息是评价发动机性能的重要指标,制造使用和维修部门都需要进行大量发动机性能检测。因此,利用虚拟技术对发动机进行性能检测,具有实际意义。论文利用吉利自由舰的发动机振动实验所涉及的数据,以虚拟技术DASYLab为平台,研究功能全面、操作简单的用于汽车试验的信息采集与处理系统,详细阐述了图形化语言与高级语言的不同优势,分别设计信息采集与处理子系统,并实现子系统间的数据连接；通过建立E-R模型对数据库的逻辑结构进行讨论,通过数据模式的转换,完成系统数据库的物理设计,并对子系统之间、子系统与数据库间的数据接口进行了设计。最后对系统可靠性的影响因素进行分析,并提出了具有针对性的解决方案,从而有效保证了汽车试验信息采集与处理系统的可靠性。所做的工作主要体现在以下几个方面：使用图形化语言编程,发挥图形化语言与高级语言的不同优势,直观,方便,准确地建立数据传输的通道,分别设计信息采集与处理子系统,实现DASYLab系统中数据采集、处理、读取,储存一体。通过子系统数据之间的存、取,实现子系统间的数据连接。对吉利自由舰进行实地实验,通过设计的系统进行测试,构建了支持系统运行的Access数据库,并对试验所涉及的大量数据进行分类整理,依照需求分析、概念设计、逻辑结构设计、物理结构设计以及数据库实施等五个步骤,完成了从.E-R模型到关系模型,进而到数据库表结构的设计,最终建立起支持汽车试验信息采集与处理系统运行的数据库。在数据库与系统的连接方面,设计了ODBC开放式数据源作为DASYLab与Access两者之间实现数据通讯的接口,实现了两者数据的相互传递。在进行汽车试验过程中,测试设备、仪表、被测对象以及试验者本身均会不同程度地受到各种因素的影响,试验数据的可靠性将直接决定汽车性能评价结果的可信度。论文对影响系统可靠性的因素进行了分析,提出了具有针对性的解决方案,分别从硬件、软件、人员、环境四个方面采取措施,以提高系统的可靠性。实验研究表明,与虚拟技术相比,传统仪器性能强大,但被厂家限定了功能,进行复杂试验时,所需设备种类繁多,操作复杂,对操作人员的技术水平要求较高；仪器的功能由内置电路或机械结构决定,控制方式无法随不同用户的要求与习惯改变；开发专用仪器需要采用多种不同技术与高成本元器件,从而造成成本颇高且极难更新；设备体积较大,不适宜在试验现场完成全部实时数据采集、处理与分析过程,无法适应信息化社会对高效率的要求。结果表明,利用DASYLab建立的检测系统,系统功能全面,性能稳定,精度较高,操作方便,充分体现了虚拟技术仪器的优点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文选题背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 虚拟技术的应用
• 1.3.1 虚拟仪器的发展历程
• 1.3.2 国外应用情况
• 1.3.3 国内应用情况
• 1.4 本课题的研究内容
• 第2章 虚拟技术的介绍
• 2.1 虚拟仪器的基本概念
• 2.1.1 虚拟仪器概念的提出
• 2.1.2 传统测试系统的缺点
• 2.1.3 虚拟仪器的思想
• 2.1.4 虚拟仪器技术的特点
• 2.1.5 虚拟仪器系统的组成
• 2.1.6 虚拟仪器在汽车行业中的应用
• 2.2 DASYLab简介
• 2.2.1 DASYLab
• 2.2.2 DASYLab的组成
• 第3章 发动机的振动及其测试技术
• 3.1 发动机振动
• 3.2 发动机振动测量
• 3.2.1 发动机振动分类
• 3.2.2 发动机整机振动测量
• 3.3 振动信号处理和分析技术
• 3.4 发动机振动信号分析的主要内容和方法
• 3.4.1 数据的获取与预处理
• 3.4.2 幅域分析
• 3.4.3 时域分析
• 3.4.4 频域分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 虚拟仪器的汽车试验信息采集系统设计
• 4.1 信息采集子系统总体设计
• 4.1.1 功能模块的划分和表述
• 4.1.2 信息采集子系统程序流程设计
• 4.2 信息采集子系统主要功能模块详细设计
• 4.3 信息采集子系统程序示例
• 4.4 本章小结
• 第5章 汽车试验信息系统数据库设计
• 5.1 数据库需求分析
• 5.2 数据库概念设计
• 5.3 数据接口设计
• 5.3.1 ODBC开放式数据源概述
• 5.3.2 Access数据源接口的建立
• 5.4 数据库逻辑结构设计
• 5.5 数据库物理结构设计
• 5.6 数据库实施
• 5.7 系统界面设计
• 5.8 本章小结
• 第6章 汽车试验信息处理子系统设计
• 6.1 信息处理子系统总体设计
• 6.1.1 功能模块划分与描述
• 6.1.2 信息处理子系统程序流程设计
• 6.2 信息处理子系统主要功能模块详细设计
• 6.2.1 表格显示功能
• 6.2.2 图形显示功能
• 6.3 本章小结
• 第7章 发动机试验系统的测试与可靠性分析
• 7.1 系统运行环境
• 7.2 系统运行过程
• 7.2.1 信息采集子系统运行过程
• 7.2.2 数据库运行过程
• 7.2.3 信息处理子系统运行过程
• 7.3 系统可靠性分析
• 7.3.1 可靠性影响因素分析
• 7.3.2 提高系统可靠性的措施分析
• 7.4 本章小结
• 第8章 论文总结
• 8.1 工作内容和创新
• 8.2 未来展望
• 参考文献
• 致谢