论文题目: 摩托车噪声检测及分析新技术的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 仪器科学与技术
作者: 徐道连
导师: 钟先信
关键词: 摩托车噪声,虚拟仪器,微机械,滤波传声器
文献来源: 重庆大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文介绍了摩托车噪声检测与分析新技术的研究，虚拟仪器系统软件开发工具的设计方法，采用面向对象的程序设计思想，在Windows环境下用VC++语言进行了虚拟仪器软件开发平台的研究与设计，研制出一种用于摩托车噪声分析和诊断的可视化虚拟仪器系统。利用该虚拟仪器系统可方便地组合成各种类型的噪声信号分析虚拟仪器，其最大特点是“按需构造，随做随用”，用户不仅是仪器的“使用者”，还是仪器的“设计者”，而且，用户的所有操作都可以在虚拟仪器上进行，具备诸如“采购组件”、“装配组件”和“调试整机”等操作功能；还提供了旋钮、开关、滑块、指针、显示器等功能庞杂、内容丰富的“虚拟组件库”，整个系统被划分为主控框架和“虚拟组件库”两大部分，它们之间相互独立，通过最小化的纽带模块进行联系。主控框架视图隶属于人机界面，是人机界面的支撑核心。事实上，对于每个实例(即1个组件)都对应着1种特定的功能，所有的功能组件集合起来就构成了组件库。从控制器件库中选择示波器面板所需的控件和显示屏幕，并调整好大小、颜色及位置，按规则将所有虚拟组件连线，虚拟仪器内部组件互连，再配上瞬态信号测试DAQ板，就构成了一台“虚拟示波器”。采用同样方式，可以生成虚拟频谱仪等不同的虚拟仪器。 作者在第2章对噪声信号分析的基础理论进行了论述，编写了相应的分析软件，并结合虚拟仪器系统实现了摩托车噪声分析虚拟频谱分析仪、虚拟相关分析仪、虚拟功率谱分析仪。第3章对小波理论进行了论述，并结合摩托车噪声分析，编写了相应的分析软件。第4章对硅微阵列理论进行了论述，提出了摩托车噪声检测硅微阵列滤波传声器的新思想，并且进行了设计；对噪声检测声级计的理论进行了论述，而且结合虚拟仪器系统，提出了噪声信号检测虚拟声级计的概念。 第5章介绍了摩托车噪声检测及分析虚拟仪器系统的控制面板及常用控件，并结合2-3两章的理论，实现了噪声分析的常用功能。第6章介绍了对摩托车的实验验证并得出了结论。 作者介绍的噪声分析虚拟仪器有以下几个特点： ①功能由用户自己定义； ②面向应用的系统结构，可方便地与网络外设、应用等连接； ③展开全汉化图形界面、计算机直接读数、分析处理： ④数据可编辑、存储、打印； ⑤基于计算机技术开放的功能模块可构成多种仪器； ⑥技术更新快(在使用过程中不断完善和改进)；
论文目录:
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 引言
1.2 摩托车噪声故障诊断专家系统的国内外研究现状
1.2.1 噪声检测控制研究现状
1.2.2 专家系统研究现状
1.2.3 基于事例的推理在摩托车故障诊断中的应用
1.2.4 知识的获取
1.2.5 推理机的设计
1.3 本论文研究的意义
1.4 本论文的主要工作
2 摩托车噪声故障诊断的理论基础
2.1 引言
2.2 噪声信号的预处理
2.2.1 平稳性检验
2.2.2 周期性检验
2.3 摩托车噪声信号分析处理的傅立叶理论
2.3.1 傅立叶级数
2.3.2 傅立叶变换
2.3.3 离散傅立叶变换
2.3.4 快速傅立叶变换(FFT)
2.4 摩托车噪声的信号的相关分析
2.4.1 相关和相关系数
2.4.2 自相关函数
2.4.3 互相关函数
2.4.4 相关分析的改进方法研究
2.5 摩托车噪声的信号的功率谱分析
2.6 摩托车噪声信号分析的 C软件实现
2.6.1 关于C语言
2.6.2 快速傅里叶变换(FFT)的软件实现
2.7 实时谐波消去法的理论及其在摩托车噪声分析中的应用
2.7.1 引言
2.7.2 实时谐波消去法的基本原理
2.7.3 锁相环电路相位误差分析及解决方法
2.7.4 仿真分析及讨论
2.8 本章小结
3 摩托车噪声故障诊断与小波变换
3.1 引言
3.2 信号分析基础及事件检测
3.2.1 Short-Time Fourier变换
3.2.2 事件检测
3.2.3 事件检测的要求及其所用的分析工具
3.3 小波变换的数学基础及数学模型
3.3.1 多分辨率分析模型(Multiresolution Analysis Model)
3.3.2 小波变换数学基础
3.4 MALLAT塔式算法及流式 MALLAT塔式算法
3.4.1 Mallat塔式算法数学推导
3.4.2 Mallat塔式算法
3.4.3 流式 Mallat算法
3.4.4 Mallat算法的重构算法
3.5 小波去噪方法的应用研究
3.5.1 小波分解与重构法去噪
3.5.2 非线性小波变换阈值法去噪
3.5.3 平移不变量小波去噪
3.5.4 小波变换模极大值法去噪
3.6 仿真算例
3.7 几种小波去噪方法的比较研究
3.8 小波去嗓方法在摩托车故障诊断中的应用
3.9 本章小结
4 MEMS阵列滤波传声器与虚拟声级计的研究
4.1 引言
4.2 阵列滤波传声器器原理
4.2.1 微机械阵列滤波传声器与“传感单元对”
4.2.2 频谱分析传感阵列的构成及其灵敏度
4.2.3 与传统的RC滤波器的比较
4.3 微机械阵列滤波传声器结构设计
4.3.1 微机械阵列滤波传声器应用理论
4.3.2 噪声分析专用阵列滤波器
4.4 虚拟声级计的研究
4.4.1 传统声级计对噪声的主观评价
4.4.2 纯音的主观评价
4.4.3 带宽噪声频率计权网络的计算机模拟
4.4.4 噪声检测客观虚拟声级计的提出
4.4.5 噪声检测虚拟声级计功能的实现
4.5 本章小结
5 摩托车噪声故障诊断虚拟仪器技术的研究
5.1 引言
5.1.1 摩托车噪声分析虚拟仪器
5.1.2 虚拟仪器的演变与发展
5.1.3 虚拟仪器的构成
5.1.4 虚拟仪器的特点及发展趋势
5.2 摩托车噪声分析系统的构筑
5.2.1 系统构筑
5.2.2 异响诊断判据
5.3 信号处理分析及实现
5.3.1 于小波包变换的混合域声编码
5.3.2 VC++6.0中对 MATLAB的调用
5.3.3 MATLAB engine调用
5.3.4 VC应用程序调用 MATLAB engine的方法
5.4 摩托车噪声分析虚拟仪器系统功能的实现
5.4.1 虚拟仪器的总体介绍
5.4.2 虚拟仪器面板的构造
5.4.3 虚拟示波器界面
5.4.4 圆形按钮的构造
5.5 系统子界面的设计
5.5.1 数值分析界面
5.5.2 数字滤波界面
5.5.3 示波器功能的实现
5.5.4 四个圆形旋钮功能的设计
5.5.5 旋钮旋转指针的实现
5.5.6 通道选择按钮功能的实现
5.5.6 其他按钮功能的实现
5.5.7 开始、停止按钮功能的实现
5.5.8 数字滤波功能实现
5.5.9 数值分析功能实现
5.5.10 数据库的开发
5.6 信号分析系统的虚拟仪器化
5.6.1 应用程序的界面
5.6.2 界面对象连接变量
5.6.3 添加代码
5.6.4 摩托车噪声虚拟仪器的功能
5.7 本章小结
6 系统调试与实验分析
6.1 引言
6.2 声源的识别方法研究
6.2.1 摩擦噪声级测量
6.2.2 摩托车噪声谱分析
6.3 摩托车噪声声源识别
6.3.1 结构辐射噪声分析
6.3.2 滚动轴承、活塞敲击和气门-凸轮配气机构噪声分析
6.3.3 齿轮啮合噪声分析
6.3.4 燃烧噪声分析
6.3.5 进、排气噪声分析
6.4 摩托车发动机噪声分析
6.4.1 发动机配气机构异响的外在特征
6.4.2 利用振动信号诊断配气机构异响的机理分析
6.4.3 配气机构声源的实验分析
6.4.4 气门漏气故障的实验分析
6.5 本章小结
7 论文工作总结
致谢
参考文献
附录:在校期间参加科研项目、发表论文情况
独创性声明
学位论文版权使用授权书
发布时间: 2006-12-06
参考文献
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- [2].摩托车人—机刚柔耦合系统动态特性研究[D]. 黄泽好.重庆大学2006
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