发动机曲轴转速信号处理

编号

毕业设计（论文）题目发动机曲轴电磁感应转速传感器

信号处理

二级学院车辆工程学院

专业能源与动力工程

班级112040602

学生姓名朱伟伟学号11204060239

指导教师杨新桦职称

时间 2016.5.19

目录

摘要................................................................................................................................. I Abstract .......................................................................................................................... I I 1绪论. (1)

1.1课题研究背景及意义 (1)

1.2课题研究成果的应用现状 (1)

1.3发动机转速信号处理研究状况 (2)

1.3.1电磁传感器工作原理 (2)

1.3.2内燃机转速测量方法 (2)

1.3.3转速测量方法的选择 (2)

1.3.4信号处理流程确定 (3)

1.4发动机转速信号误差研究状况 (3)

1.5发动机转速信号测量的发展趋势 (3)

1.6MATLAB/Simulink仿真介绍 (4)

1.7课题的研究的目的及主要内容 (4)

1.8本章小结 (5)

2基于MATLAB/Simulink的信号发生系统模型 (6)

2.1电磁感应传感器信号特征 (6)

2.2曲轴转速信号发生模块的搭建 (6)

2.2.1转速信号的载波信号 (6)

2.2.2转速信号干扰的构成部分 (7)

2.2.3实际曲轴转速信号的合成 (8)

2.3本章小结 (9)

3基于MATLAB/Simulink的信号处理系统模型 (10)

3.1曲轴转速传感器信号采集模块 (10)

3.2滤波器模块 (10)

3.2.1信号源的频率范围计算 (10)

3.2.2滤波器类型的选择 (10)

3.2.3滤波器参数设置 (11)

3.2.4滤波效果及改进 (11)

3.3信号整形系统 (12)

3.4高频计数器系统 (12)

3.4.1高频计数器模块的构成 (12)

3.4.2高频计数器计数频率选择 (12)

3.4.3计数模块的搭建 (13)

3.5转速方波信号下降沿判断系统 (13)

3.5.1下降沿判断系统功能 (13)

3.5.2下降沿判断系统的搭建思路 (13)

3.5.3下降沿判断系统的搭建 (13)

3.6转速计算及异常值剔除系统 (13)

3.6.1转速计算原理 (13)

3.6.2异常计数值预剔除方法 (14)

3.7缺齿判断模块 (14)

3.7.1缺齿信号判断方法 (14)

3.7.2缺齿判断模块的搭建思路 (14)

3.8本章小结 (15)

4曲轴转速信号处理模型的运行仿真和误差分析 (15)

4.1曲轴转速信号处理系统硬件限制造成的转速测量误差 (15)

4.2曲轴转速信号处理系统滤波造成的转速测量误差 (16)

4.3曲轴转速信号处理系统喷油时刻判断误差 (18)

4.4本章小结 (19)

5做过的尝试与模型的不足部分 (20)

6全文总结 (22)

7致谢 (23)

附图 (24)

参考文献 (29)

摘要

发动机曲轴瞬时转速信号中蕴含着丰富的信息.通过对曲轴瞬时转速的分析，可以简单方便地诊断发动机状态和检测其工作异常.本文介绍了发动机曲轴电磁感应转速传感器输出信号的特征，根据信号特征近似模拟出曲轴转速信号。对电磁感应转速传感器输出的原始信号进行了采样、滤波、放大整形处理，采用高频计数法作为发动机曲轴瞬时转速的测量方法，计算出曲轴瞬时转速，同时判断出飞轮缺齿位置并产生一个缺齿脉冲信号.整个信号源发生系统模型的搭建和曲轴转速信号处理过程利用MATLAB/Simulink仿真平台进行仿真.通过对比分析低中高转速段仿真结果，曲轴转速信号处理效果理想，转速测量结果精度较高，飞轮缺齿脉冲信号满足燃油喷射的精度要求。

关键词：曲轴转速信号;信号模拟;信号处理；MATLAB/Simulink;缺齿信号

Abstract

Instantaneous rotational speed signal of engine crankshaft contains a wealth of information。Through the analysis of transient speed fluctuation of crankshaft, it is convenient for us to discern engine working conditions and detect its abnormal signals。This paper introduce the characteristics of the output signal of the electromagnetic induction speed sensor of the engine crankshaft, and according to the characteristics of the signal, simulate the crankshaft speed signal approximately. Through the sampling，filtering，amplifying，and reforming of the original speed signal, and take the measurement method of instantaneous speed of engine crankshaft by using high frequency counting method，then calculate the transient speed fluctuation of crankshaft，at the mean time，determine the position of the flywheel and generate a pulse signal。Through the use of MATLAB/Simulink simulation platform，the whole signal generator model have been built up and the crankshaft speed signal processing have been accelerated。By comparing the simulation results, the conclusion is crankshaft rotating speed signal processing have a good effect，while the speed measurement results have a relatively high accuracy, and the flywheel missing teeth pulse signal can meet the accuracy requirements of fuel injection.

Key words:crankshaft speed;signal simulation;MATLAB/Simulink;absent teeth signal; signal processing