李汉[1]2001年在《可视船用柴油机性能监测与分析系统的研究》文中认为本文简单分析了船用柴油机性能监测与分析系统的现状，提出一个集柴油机性能试验和实船监测于一体、从厂家到船舶跟随机器、兼顾性能测试和技术状态评估、提供数据输出接口的可视船用柴油机性能监测与分析系统。本文从系统结构选择、数据采集模块设计(CIMA)、数据通讯网络设计、上位机的应用程序和界面设计等四个方面全面阐述该系统实现的一种方案和技术手段，为智能化柴油机的实现进行了有益的研究和探索。本系统的数据采集采用集散型结构，上位机采用PC机，下位机采用6个单片机数据采集模块既柴油机燃油喷射和燃烧过程数据采集模块、柴油机排气温度数据采集模块、柴油机滑油压力和温度数据采集模块、柴油机冷却水系统数据采集模块、柴油机辅助设备数据采集模块、数据输出模块。采用集散型结构使系统的硬件易于扩展，且分散故障，提高系统的可靠性。上位机与下位机之间的数据通讯采用RS—232C和RS—422相结合的方案。数据通讯网络由通讯变换器、通讯控制器和各数据采集模块组成，上位机和数据采集现场之间具备双重光电隔离。上位管理机采用面向对象的编程语言编写基于WINDOWS的应用程序，使系统软件的用户界面可视化，易于扩展和移植，当系统需要功能扩展和技术升级时，可继承本系统，无需从新开发新的应用系统。 本文提出集柴油机性能试验、实时检测和技术状态分析于一体的智能化监测与分析系统，具有一定的先进性，而且技术上是可行的，但由于本人能力和条件有限，仅对其中某些部分开展了一定的研究工作，尚未能建造一个完整的系统。希望能以此抛砖引玉，引起广大同行的重视，早日建造实用性更强、智能化更高的船用柴油机性能监测与分析系统。
李敏秋[2]2011年在《船用柴油机示功图数据采集与燃烧分析系统的研究》文中进行了进一步梳理示功图数据包含有大量燃烧过程的重要信息,基于示功图的柴油机燃烧过程分析一直是人们研究的重点,而示功图数据的测取装置—示功器的开发也在进步发展着,而现专用于船舶的柴油机示功器比较少,价格昂贵,体积大且不利于随身携带,不具备实时显示功能,本文基于这一现状,自主开发了一套基于单片机的便携式柴油机示功图数据测取装置。该装置采用P89V51单片机作为微处理器,ADC0809为采样芯片,智能显示终端为实时显示液晶模块,单片机读写U盘模块作为存储介质,以上采集模块通过测取船用柴油机压力转角信号,实时显示示功图曲线,而且能将大容量的数据存储在U盘中,完成柴油机示功图数据采集的目的。同时本文还介绍了示功图数据均化和光顺处理的方法,对实测数据均化和光顺处理,通过对比总结出了比较合理的示功图数据预处理方法,并介绍了示功图的上止点修正方法,综合各种上止点修正的方法比较,本文采用了压缩线法和热力学上止点修正相结合的方法使上止点的误差减小到0.1°CA的范围内。再次本文采用牛顿迭代法建立了基于示功图的放热率计算数学模型,运用Visual Studio 2008开发坏境开发了柴油机示功图数据计算的程序界面,并用C#语言编辑了数据处理分析程序,该软件能实现对采集到的示功图数据进行预处理、上止点修正、数据分析、放热率的计算、绘图以及结果存储等操作,最终得到能被人所直观认识、理解的数据和图片,根据系统所提供的各种数据对被测柴油机的工作过程和气缸内的燃烧状况有更具体的了解,最后本文采用实测的数据进行了柴油机放热规律的分析,验证了开发软件的实用性,整个系统能用于实际船舶柴油机的示功图测取和燃烧过程分析。
何玮玮[3]2007年在《基于Windows CE.NET的船艇动力装置状态监测与分析系统的研究开发》文中研究表明嵌入式系统作为一种新兴的监控系统，目前已经在各个领域引起了高度关注。考虑到船舶空间狭小、作业环境恶劣、安全性要求高等特点，用嵌入式系统逐渐代替传统的PLC(可编程逻辑控制器)系统、工控机系统甚至简单的单片机系统已经成为一种趋势，并在船舶领域得到了愈来愈广泛的应用。 本文的研究课题来源于济南某陆军的一个项目，目的在于实现船艇装备保障活动的信息化组织与管理，打造船艇装备保障的数据链，进一步提高船艇技术管理水平和效益。结合此项目，本文作者设计开发了基于Windows CE.NET的船艇动力装置状态监测与分析系统。此系统可实现对该船艇主推进装置中的20／27型柴油机的现场数据采集、数据流图处理以及状态数据的分析预测等。 此动力装置状态监测与分析系统是利用该船艇动力装置热力参数对动力装置的安全可靠性进行监测预测的，采用的监测分析系统为嵌入式系统。热力参数中包含着大量的故障信息，具有外界干扰小、信息质量好和可用性强等特点，有很大的分析应用价值。利用嵌入式系统对船舶动力装置进行监控，由于嵌入式系统体积小、可靠性高、价格经济、实时性能优越、即插即用等特点，正好可以弥补传统船艇监控系统的缺陷，使系统性能大幅度提高。并且，考虑到船上工作人员更换频繁，文化水平参差不齐，必然会带来诸多问题，故采用嵌入式系统实现船艇监控，还有操作简便，直观性好，容易被操作人员接受的优点。 整个系统选用研华公司的ADAM-4018+I／O(Input／Output输入输出)模块和UNO-2050嵌入式控制器硬件实现。并在上述硬件架构基础之上，以经过剪裁定制的Windows CE.NET 4.2嵌入式操作系统为平台，采用Microsoft Visual Studio.NET 2003集成开发环境中的Visual Basic.NET编程工具实现该船艇动力装置监测与分析系统的应用程序编写。在系统数据分析预测方面，以基于时间序列的AR模型预测算法给出系统可靠性预测，从技术上验证了利用此类数据挖掘算法实现船艇动力装置状态预测的可行性和优越性。因此，基于嵌入式技术的监控方式为船艇动力装置状态监测与分析系统的开发提供了一条经济性好、适用性强的新思路。 作者在本文的总结与展望部分，结合开发过程的体会，提出了有待进一步完善的工作。由于作者经验尚浅，所开发的系统必然存在着一些不足，敬请批
李鹏[4]2006年在《内燃机数据采集及燃烧分析系统》文中提出在综合对比国内外内燃机燃烧分析系统优劣的基础上,从实际出发开发一套功能实用、操作简单、价格便宜、升级扩展能力强的测试系统。本套系统在技术成熟的软硬件平台上编写,通过调用数据采集卡的驱动程序实现对底层硬件的访问与操作。只需要在的通用的计算机系统中安装本测试分析系统,并配以相应的数据采集卡(北京阿尔泰公司的PCI2006数据采集卡),就可以实现功能。升级或功能拓展则只需要在原系统中加入相应的功能模块就可以实现,无需对硬件及底层的驱动函数进行改动。 本文介绍了在XP系统下发动机气缸压力数据采集及燃烧分析系统的开发与研究情况。整套系统的开发和运行都是在windows XP环境下,运用了Visual c++和Visual Basic 6.0编译工具。本系统能够采集缸内压力,发动机转角信号等多路信号,并对采集到的信号进行调理、计算、分析、储存及绘图等操作,最后得到能被人所直观认识、理解的数据和图片。从而使每个本系统的使用者能对所测试的发动机有具体的认识,并且能根据系统所提供的各种数据对被测发动机工作过程和气缸内的燃烧状况有更具体的了解。测试分析结果对发动机的燃烧组织和结构优化起了指导作用。
孙亮[5]2002年在《Windows NT平台下内燃机数据采集和分析系统的研究》文中研究指明本文论述了Windows NT系统下内燃机非稳态过程的燃烧数据采集，是对原有基于DOS和Windows 3.x及9.x数据采集系统的一次重大尝试与改进。鉴于Windows NT系统的强大功能和极高的稳定性与可靠性，研究在其环境下的数据采集系统具有很大的现实意义。本文主要实现了在NT下的高速大容量数据采集，提出了独特的采集、存储、传输方式：利用两片普通RAM构成数据采集、存储的环形缓冲区，再利用DMA数据传输，将缓冲区数据送入主存，达到了高效快速地在NT下完成采集功能；利用 Windows的动态链接库机制(DLL)解决了Windows NT系统不能直接访问设备端口和修改中断向量的严格限制，并充分运用多线程技术，有效地发挥了NT支持对称多处理器的优势(SMP特性)，极大地提高了系统的运行效率。在对实验数据的处理上，由于内燃机试验的特性，在动态时，各运动部件间隙、压力传感器连接通道、曲轴扭转角和扭振角等会影响动态上止点偏离静态上止点，并且因为不可避免地存在燃烧压力振荡以及传感器连接通道的气柱振荡(测压通道效应)，原始数据有许多误差，不利于对内燃机的工作状态和性能作出正确评价。为了消除这些误差带来的影响，本文先采用“五次四点拟合法”对上止点位置进行了修正，然后再利用“七点移动平均法”光顺了锯齿形的示功图，取得了较为满意的效果。
李秋峰[6]2007年在《内燃机燃烧分析测控系统开发》文中研究说明基于示功图的分析是研究发动机缸内工作过程的重要手段,数据采集与处理技术,集传感器、信号采集与转换、计算机等技术于一体,是获取信息的重要工具和手段。气缸压力检测法是目前内燃机工作过程分析通常采用的方法,该方法是通过数据采集卡采集到的气缸压力、曲轴转角及上止点信号,得出实测示功图,从中获得发动机各种燃烧信息,如燃烧起始点、指示功、最高燃烧压力及其所对应的曲轴位置、燃烧放热率等,从而精确研究发动机的性能。国外的专门用于研究缸内过程的燃烧分析仪,技术较成熟,功能强大,但价格昂贵、维修困难,从而也使国内相关仪器设备的开发成为必要。本文利用实验室现有设备,进行了多缸发动机气缸压力采集与燃烧分析系统的开发。该系统由数据采集系统、燃烧分析系统组成。基本硬件组成有:A/D高速数据采集卡、压力传感器、电荷放大器、光电编码器、计算机等。Windows操作系统的普及应用,尤其是可视化软件开发平台的出现,为软件开发提供了强大的图形界面功能,使得开发出来的应用程序具有良好的人机交互功能。软件支持采用VC++高级语言。在软件工程学的指导下,根据面向对象编程思想,编制出系统界面和计算程序,包括数据采集、示功图的绘制、燃烧放热率、压力升高率、循环变动量的计算等功能,软件界面设计直观、易操作,独立的模块方便进一步扩充功能。应用本系统对BJ491QE1汽油发动机和BJ483ZQB柴油发动机进行了缸内压力的数据采集实验,详细分析了汽油机的循环变动特性、柴油机在不同工况下缸内压力振荡特征,并参照压力升高率曲线对两种发动机的燃烧峰值压力的特征进行了分析,最后结合燃烧放热率曲线对燃烧过程进行了分析,得出了分析结论。整个测试分析结果对发动机的燃烧组织和结构优化能起指导作用。
谢鲲[7]2001年在《基于Windows的柴油机数据采集与分析系统的研究》文中研究表明目前在机车柴油机台架试验中，对柴油机状态的判断多采用单元仪表测量、人工记录和分析的方法进行，不仅费工费时，而且存在人为误差，不能准确判断柴油机的检修质量，不仅影响机车的动力性、经济性和运用效率，而且给铁路的安全生产带来隐患。为了解决机车柴油机试验中存在的问题，在分析国内外柴油机数据采集和故障诊断现状及发展趋势的基础上，根据我国铁路运用部门的具体情况，研制开发了一套以计算机为核心、自动化程度较高的柴油机试验数据采集及分析系统。该系统具有以下特点：在硬件方面，系统采用计算机为核心处理单元，配以先进的BH5016A/D、模/数转换采集板和BH5200脉冲计数板，解决了柴油机检测数据多，实时性要求高的难题；软件方面，该系统基于Windows操作环境，采用目前较为流行的Visual Basic语言编写应用程序，操作界面简洁，便于现场工人学习和使用。另外，该系统应用模糊理论对柴油机的状态进行综合评定，提出用柴油机的功率、燃油消耗率、排气温度、柴油机转速及增压压力等性能参数作为特征向量，对柴油机状态进行综合评判，为了兼顾柴油机在各种工况下的性能，提出了用二级模糊评判理论进行诊断的方法，提高了诊断结果的正判率。在软、硬件设计和零部件的选用上，充分考虑柴油机的试验环境条件，采取了一系列抗干扰措施，提高了系统的可靠性，保证在柴油机台架试验的恶劣环境条件下，能长期稳定、可靠地工作。经现场运用表明，该系统具有操作使用简单，检测、诊断结果准确等优点，是柴油机台架试验参数检测和状态诊断的理想设备，有较大的实用价值。
边钢[8]2007年在《柴油机燃油喷射系统喷油器喷油规律测量仪器的研究》文中提出随着柴油机技术发展，对柴油机燃油喷射系统提出了更高要求，采用电控喷射技术，是柴油机技术发展的趋势。上世纪90年代问世的柴油机共轨式电控燃油喷射系统摒弃了传统机械式系统，创立了一个全新概念的喷射系统，并得到相当迅速的发展，它代表未来柴油机燃油喷射系统的发展方向。柴油机燃油系统采用电子控制技术可以优化喷油规律及喷油量的控制策略，调节预混燃烧和扩散燃烧燃油量，提高柴油机经济性，降低柴油机噪声。是提高柴油机性能、减少其有害排放物的最有效技术之一。电子控制燃油喷射系统的实现是通过对燃油喷射系统喷油器结构及喷油规律进行试验和研究，在试验数据基础上进一步分析，寻求出合理结构参数后得到的成果。因此，建立喷油规律测控环境，获取喷油器喷油规律的数据，运用喷油规律测量仪器是制定燃油喷射系统喷油器喷油规律的优化控制策略的必要技术手段。本课题研究目标是研制一套柴油机喷油器喷油规律的测量仪器，以嵌入式ARM-Linux操作系统为核心的机电一体化系统；即系统由机械和液压混合单元、电子单元模块组成。设计功能上，机械和液压构成的单元以柴油作为工作介质，以W．Zeuch提出的测量喷油规律的基本原理为设计基础，并运用液压系统，建立柴油机燃烧室内的压力仿真环境，作为测量喷油规律的物理装置。电子单元以ARM XscalePxa270为CPU构成PC104总线模式的硬件系统，利用多种传感器和A／D、D／A电路组成采样和控制单元，并借助ARM-Linux实时操作系统，实现图形化人机交互界面功能。总之，本研究目的是：建立一套嵌入式系统控制的喷油规律测量仪器，摆脱测量仪器对PC机的依赖；搭建喷油规律测量平台，为后续深入研究打基础，为进一步提高其测量性能，提供有价值的经验。
吴庆娟[9]2009年在《基于单片机的喷油泵试验台监控系统的研究》文中认为喷油泵作为柴油机燃油喷射系统中燃油的控制和供给单元,其性能的好坏直接决定着柴油机的加速性能、油耗大小及尾气的排放质量等。准确测量喷油泵的各项技术参数对提高柴油机的各项技术性能具有十分重要的意义。本文结合当前智能化试验台的最新技术,采用单片机及PC机相结合的方法,设计了对喷油泵试验台全面自动控制的测控系统。详细介绍了试验台各项参数的测控方法,包括燃油流量监测、转速测控、喷油压力监测及喷油次数的计数等。论文首先总结分析了以前的喷油泵试验台监控技术,然后从喷油泵试验台监控系统总体结构入手,在详细分析系统所要监测和控制参数的基础上,设计出了喷油泵试验台监控系统的总体架构。系统由两大部分组成:以AT89C51单片机为中心的喷油泵控制及数据采集系统,以PC机为中心的上位机监控及管理系统。下位机通过RS-232串口接收上位机的命令并执行喷油泵试验台的电机转速控制、喷油次数的计数、喷油压力及燃油流量显示。上位机是整个试验台监控系统的管理者,主要完成给下位机发送特定操作命令及监测数据的显示、收集和存储,它有着友好的中文显示界面,并充分考虑容错设计。针对系统所要实现的功能及技术指标的要求,以AT89C51单片机为核心,设计了喷油泵试验台的硬件电路,包括系统电源电路、信号处理电路(模拟信号采集与处理模块以及数字脉冲信号处理转换模块)、单片机外围扩展电路(并行I/O口扩展与定时/计数器扩展、数据存储模块和串行通信模块)、继电输出控制电路等。在硬件设计的基础上,采用Keil C51及Visual C++6.0的编程工具,在Windows XP系统平台上实现了上位PC机程序、AT89C51单片机程序及串行通信程序。经联机调试及各功能的模拟测试,系统具有良好的人机界面、易于操作、运行稳定,便于维护等,基本达到了设计要求。
余彬彬[10]2016年在《基于CCP协议的电控柴油机数据采集系统设计》文中研究表明柴油机电控技术是减少柴油发动机排放,提升发动机动力性、经济型的重要方法之一。ECU是整个电控技术的核心,ECU中的控制策略直接影响着柴油机性能。随着ECU开发模式的转变,需要在其开发过程中对其内部重要参数进行记录,为控制策略的优化提供实验依据。为此,本文设计了一种基于CCP协议的电控柴油机数据采集系统,以便实现对ECU内部参数的记录。本文在深入研究国内外发动机数据采集的基础上,根据系统通用性要求,针对目前国际通用的ASAP标准,确定了本系统主要由数据采集终端和上位机软件组成。数据采集终端与ECU之间根据ASAP1标准中的CCP协议进行数据通讯,数据采集终端与上位机采用TCP/IP通信协议进行配置文件接收和采集得到的CCP数据帧发送。上位机根据ASAP2标准化的数据描述文件配置需要采集参数的CCP命令,并将采集得到的CCP数据帧显示为实际物理值,再根据ASAP3标准化的数据存储格式存储数据。根据系统需求设计了数据采集终端的硬件电路,并在数据采集终端的Windows CE操作系统基础上设计了一种基于多线程的CAN驱动程序,实现数据采集终端和ECU之间数据可靠、快速地传输。系统上位机程序采用NI-LabVIEW软件进行开发设计,根据数据采集系统的需求,对各个功能进行模块化设计,主要包括A2L文件解析模块、系统参数配置模块、TCP/IP服务器端模块、CCP数据显示和保存模块等,使数据采集平台具备良好的人机交互界面。最后,在发动机模拟器上对数据采集系统进行验证,表明数据采集系统能够达到预期效果。同时还研究了EGR控制策略以及改善方法,将数据采集系统运用在EGR的PID控制实验中,进一步验证系统的可靠性。
参考文献：
[1]. 可视船用柴油机性能监测与分析系统的研究[D]. 李汉. 大连海事大学. 2001
[2]. 船用柴油机示功图数据采集与燃烧分析系统的研究[D]. 李敏秋. 大连海事大学. 2011
[3]. 基于Windows CE.NET的船艇动力装置状态监测与分析系统的研究开发[D]. 何玮玮. 上海交通大学. 2007
[4]. 内燃机数据采集及燃烧分析系统[D]. 李鹏. 河北工业大学. 2006
[5]. Windows NT平台下内燃机数据采集和分析系统的研究[D]. 孙亮. 湖南大学. 2002
[6]. 内燃机燃烧分析测控系统开发[D]. 李秋峰. 河北工业大学. 2007
[7]. 基于Windows的柴油机数据采集与分析系统的研究[D]. 谢鲲. 大连铁道学院. 2001
[8]. 柴油机燃油喷射系统喷油器喷油规律测量仪器的研究[D]. 边钢. 武汉理工大学. 2007
[9]. 基于单片机的喷油泵试验台监控系统的研究[D]. 吴庆娟. 兰州理工大学. 2009
[10]. 基于CCP协议的电控柴油机数据采集系统设计[D]. 余彬彬. 东南大学. 2016
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