小型汽油机磁电机点火系统数字控制技术的研究

论文摘要

小型二冲程汽油机以其升功率大、功重比高、结构简单以及使用维护方便等优点在许多应用领域占据重要地位。但是,较高的油耗和排放问题限制了其得到更加广泛的应用。数字控制的磁电机点火系统具有能按预先设定的最佳点火提前角工作,点火时刻精确,点火范围广泛等优点,大大改善了小型二冲程汽油机的动力性、燃油经济性以及排放性。本文对以往一些点火提前角的控制方法进行了比较深入的研究,分析了各自的缺点。在此基础上,提出了点火提前角的数字控制方法。在PC机上利用NI公司的数据采集卡对点火提前角、转速、点火波形以及触发波形进行了发动机瞬态工况测量;采用单片机与PC机的RS232串行通讯技术对点火提前角和转速进行了发动机稳态工况测量。在PC机上编写了LabVIEW程序对所采数据进行显示和存储,对点火提前角进行标定,形成点火提前角的MAP图,实现点火提前角的数字控制。最后,通过试验对点火系统的测量、标定、控制方法进行了验证。结果表明,可以较准确地测量点火提前角、转速、点火波形及触发波形。本文的工作为以后的点火提前角的数字控制技术研究积累了一些经验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 课题的研究意义和主要内容
• 1.3.1 课题研究意义
• 1.3.2 课题的主要内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 点火系统概述以及总体设计
• 2.1 概述
• 2.2 触发线圈内置式CDI 磁电机点火系统的结构及工作原理
• 2.3 磁电机点火系统的主要性能
• 2.4 磁电机点火提前角随转速变化的控制发展过程
• 2.4.1 无触点点火系统
• 2.4.2 电容放电式点火系统（CDI）
• 2.4.3 晶体管点火系统
• 2.4.4 电气进角
• 2.5 磁电机点火参数的测量原理
• 2.6 数字控制磁电机点火系统的总体方案设计
• 2.7 数字控制磁电机点火系统的试验平台的选择
• 2.8 本章小结
• 第三章 点火参数测量的下位机设计
• 3.1 下位机总体设计思想
• 3.2 单片机特点
• 3.3 调理电路设计
• 3.4 单片机外围电路设计
• 3.4.1 时钟电路
• 3.4.2 复位电路
• 3.5 串口通讯电路设计
• 3.6 下位机硬件整体设计
• 3.6.1 画图软件DXP 简介
• 3.6.2 下位机硬件原理图
• 3.6.3 下位机硬件实物图
• 3.7 下位机（AT89552）软件设计
• 3.8 磁电机点火系统抗干扰问题的考虑
• 3.8.1 硬件抗干扰设计
• 3.8.2 软件抗干扰设计
• 3.9 本章小结
• 第四章 点火参数测量上位机设计
• 4.1 磁电机点火参数数据显示，储存设计概述
• 4.2 RS-232 串口通讯
• 4.3 串口通讯调试
• 4.4 虚拟仪器软件简介
• 4.5 磁电机点火参数数据流监测系统
• 4.6 本章小结
• 第五章 基于LABVIEW 虚拟仪器的点火参数测量
• 5.1 数据采集设备主要指标
• 5.1.1 采样率
• 5.1.2 分辨率
• 5.2 点火信号和触发信号的测量
• 5.2.1 在MAX 中创建测试任务
• 5.2.2 DAQmx 数据采集函数
• 5.3 基于虚拟仪器的点火提前角和转速的测量
• 5.4 本章小结
• 第六章 点火提前角的标定与数字控制器设计
• 6.1 点火提前角进行标定的设计
• 6.2 点火提前角数字控制器的设计
• 6.3 本章小结
• 第七章 试验结果以及分析
• 7.1 原始信号采集
• 7.2 磁电机点火系统参数结果
• 7.3 磁电机点火系统参数结果分析
• 7.4 本章小结
• 第八章 结论及展望
• 8.1 全文工作总结
• 8.2 课题展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文
• 附录下位机测量程序源代码