军用工程机械智能状态监控系统的研究

论文摘要

随着电子、传感器等高新技术广泛应用于军事领域，战场环境越来越复杂，战场工程保障难度越来越大，因而对军用工程机械的保障效率要求也越来越高。为了减少军用工程机械的故障和事故，提高其运行的可靠性、安全性和有效性，实时监控工程机械的运行状态显得尤为重要。在全面分析国内外军用工程机械状态监测技术发展现状的基础上，充分利用现代电子、计算机、传感测控等方面的技术成果，设计研发了一套军用工程机械智能状态监控系统。具体设计工作如下：1)综合分析了影响军用工程机械各大部件安全性能的状态参数，围绕反映工程机械工作稳定性与安全性的诸因素，选取发动机、液压系统、工作装置的温度、压力等参数作为监测对象。在此基础上，给出了智能状态监控系统的总体设计方案。2)本着简洁实用、功能拓展的原则，对系统硬件电路进行了规划设计。为保证最小系统的外围扩展，把带有CAN控制器的P87C591作为系统的内核。同时，对前向通道各种信号的采集电路和人机交互通道的显示、键盘和报警电路进行了设计。并针对军用工程机械工作环境恶劣复杂、干扰因素多的情况，在硬件设计上采取了一些抗干扰措施。3)设计研发出具有双重功能的系统通讯电路。系统记录存储的机械故障和超限信息可以通过RS-232总线标准的接口与PC机进行通讯，此外，还能通过CAN总线与其他外围设备进行通讯。军用智能状态监控系统不仅具有监测、控制、超限报警以及LCD显示等常规功能，而且还增添了数据记录和机外通讯功能。在线实时监测工程机械的性能参数，能快速准确地报告其故障或超限操作，同时，将这些信息存储、传输给PC机。通过在GCZ-110履带式多用工程车上安装、调试、运行，对智能状态监控系统的功能进行验证，达到了设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 军用工程机械智能监控的意义、目的和任务
• 1.2 军用工程机械运行状态实时监测技术的发展现状
• 1.3 机械状态监测的基本方法及其智能化发展
• 1.4 本文的主要内容
• 2 军用工程机械状态监控系统的状态参数的分析与选取
• 2.1 影响发动机安全性能的状态参数分析
• 2.1.1 润滑系统
• 2.1.2 冷却系统
• 2.2 影响液压系统安全性能的状态参数分析
• 2.2.1 工程机械液压系统常见故障
• 2.2.2 选取工程机械液压系统状态参数遵循的原则
• 2.2.3 工程机械液压系统特征信息分析
• 2.3 影响底盘安全的状态参数分析
• 2.3.1 传动系的状态参数分析
• 2.3.2 转向系的状态参数分析
• 2.3.3 制动系的状态参数分析
• 2.4 影响工作装置安全性能的状态参数分析
• 2.4.1 推土机工作装置状态参数分析
• 2.4.2 挖掘机工作装置状态参数分析
• 2.4.3 起重机工作装置状态参数分析
• 2.5 军用工程机械智能状态监控系统监测参数及总体方案的确定
• 2.5.1 智能状态监控系统监测参数的确定
• 2.5.2 智能状态监控系统总体方案的确定
• 3 系统硬件设计
• 3.1 主控板电路设计
• 3.1.1 微处理器单元设计
• 3.1.2 最小系统的外围扩展
• 3.2 前向通道的电路设计
• 3.2.1 温度检测电路
• 3.2.2 压力检测电路
• 3.2.3 风速检测
• 3.2.4 信号的A/D转换和TLC1543的应用
• 3.3 人机通道的设计
• 3.3.1 键盘设计
• 3.3.2 液晶显示电路
• 3.3.3 报警电路设计
• 3.3.4 系统时钟电路
• 3.4 硬件抗干扰措施
• 4 系统与外部的通讯
• 4.1 串行通讯
• 4.1.1 RS-232C总线标准接口
• 4.1.2 近程通信系统中的RS-232C总线标准连接
• 4.1.3 MAX232与单片机及PC机的接口
• 4.2 CAN总线通信方式
• 4.2.1 CAN总线通信方式的特点与系统采取CAN总线通信方式的必要性
• 4.2.2 CAN总线通信的实现
• 5 智能状态监控系统的实现与应用
• 5.1 GCZ-110履带式多用工程车状态监控系统的参数选取及功能特点
• 5.2 GCZ-110履带式多用工程车状态监控系统的组成及硬件设计
• 5.3 GCZ-110履带式多用工程车智能状态监控系统的运行
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录A GCZ-110多用工程车状态监控系统电路原理图（主控板）
• 附录B GCZ-110多用工程车状态监控系统电路原理图（电源板）
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢