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一种变速箱综合性能测试系统和实现

收藏本文 2024-01-31 点赞:18972 浏览:83659 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:变速箱作为汽车的主要组成部件,一旦发生故障轻则影响汽车的动力性能,重则可能行驶,有可能发生交通意外,危害生命安全。如果要变速箱有良好的工作,日常维护,更要保证其在装车时就是一个质量合格的产品。因此变速箱总装完成之后的测试至关,但如何设计出稳定可靠检测变速箱产品的试验台,却是广大科研机构和企业一直探索的问题。本课题在安徽省某著名汽车集团委托的手动变速箱综合性能试验台项目的支持下,安徽省高等学校优秀青年基金项目“汽车变速器通用节能型智能检测系统的研究”(2008JQL085),依据标准,设计了一个测试多种型号手动变速箱的试验台。课题综合应用控制科学、信号处理、传感技术以及人工智能等多学科理论,对可变负荷加载、换挡控制、滤波降噪以及产品分类及诊断等关键问题了研究。的主要研究内容及取得的成果如下:1.研究了手动变速箱的结构和工作原理,分析了自动变速箱的类型和优缺点,在此基础上,总结了变速箱试验的测试项目及测试方式,探讨了国内外的研究现状,为后续内容的研究打下基础。2.在试验台的工作环境下,测量信号容易受到多种噪声干扰。研究非平稳随机信号及时频分析方法,在小波分析的基础上,用双正交小波来变速箱试验台信号的滤波降噪及特征提取,实践证明效果良好。3.设计了一种既变速箱换挡性能测试,又加载性能测试的综合试验台,且加载能力是可以随时调整的,这样就可以模拟汽车行驶时的多种工况。试验台还传动效率测试、疲劳测试、噪声测试、油温测试等多种项目,并可以在手动测试中扩展其他测试项目。,试验台更换联接件适用于结构不同的五种型号的变速箱。4.试验台交流电机变频调速技术,加载时输出端电机起到发电机的作用,将驱动电机传递过来的机械动能转化为电能,变频器返回电网,节约了大量能源,实际工作时功耗仅为总功率的十分之一。5.对换挡中的离合器接合和输入电机转速精确控制,极大提高了换挡品质,基本上消除了换挡对试验台的冲击,同时将对变速箱内部结构的影响降到最低,做到了对产品的无损检测。6.利用小波神经网络和专家系统,设计了一种未出厂新变速箱的分类与故障诊断系统,用来对变速箱的质量分类,同时对故障变速箱初步的诊断。本课题所开发的变速箱综合性能试验台已经企业验收,实际运行,各项性能达到了设计要求,取得了较好的试验效果,并且了中国科学院省院共建奖。研制的试验台系统及的工作成果,为变速箱试验的研究奠定了良好的基础,也对我国汽车工业的发展一定的促进作用。关键词:变速箱论文换挡论文加载论文双正交小波论文故障诊断论文

    摘要5-7

    ABSTRACT7-12

    第1章 绪论12-26

    1.1 课题的研究12-13

    1.2 变速箱的工作原理13-19

    1.2.1 手动变速箱13-18

    1.2.2 自动变速箱18-19

    1.3 变速箱测试19-22

    1.4 国内外研究现状及发展趋势22-24

    1.4.1 变速箱试验国内研究现状22-23

    1.4.2 变速箱试验国外研究现状23-24

    1.5 课题来源及研究内容24-25

    1.5.1 课题来源24

    1.5.2 课题研究内容24-25

    1.6 论文的构成25-26

    第2章 信号处理的理论及应用26-46

    2.1 非平稳随机信号及时频分析方法26-30

    2.1.1 非平稳随机信号26-27

    2.1.2 线性时频表示27-28

    2.1.3 双线性时频分布28-30

    2.2 小波变换30-31

    2.2.1 小波分析概述30

    2.2.2 小波分析理论30-31

    2.3 双正交小波31-32

    2.3.1 双正交小波基31-32

    2.3.2 双正交小波的构造方法32

    2.4 测试信号的处理32-35

    2.4.1 基于傅里叶变换的测试信号降噪33

    2.4.2 基于小波变换的测试信号降噪33-35

    2.5 基于双正交小波的信号处理35-46

    2.5.1 仿真信号的降噪35-38

    2.5.2 双正交小波的滤波器组实现38-39

    2.5.3 测试信号的双正交小波滤波39-40

    2.5.4 基于双正交小波的信号特征检测40-46

    第3章 变速箱测试系统的设计与实现46-72

    3.1 系统需求46-48

    3.2 系统硬件结构48-49

    3.3 系统工作原理49-57

    3.3.1 汽车的基本结构49-50

    3.3.2 试验台的工作原理50-52

    3.3.3 变频调速系统的应用52-54

    3.3.4 工控机与变频器的通信54-56

    3.3.5 汽车工况模拟的原理56-57

    3.4 测试项目57-63

    3.4.1 变速箱装夹58

    3.4.2 自动测试项目58-59

    3.4.3 疲劳测试项目59-60

    3.4.4 传动效率测试项目60-62

    3.4.5 噪声测试项目62

    3.4.6 手动测试项目62-63

    3.5 信号的测量63-67

    3.5.1 扭矩的测量63-64

    3.5.2 温度的测量64-65

    3.5.3 换挡力的测量65-66

    3.5.4 传感器的标定66-67

    3.6 抗干扰技术67-69

    3.6.1 干扰源分析68

    3.6.2 抗干扰措施68-69

    3.7 软件设计69-71

    3.8 试制时存在的问题及解决措施71-72

    第4章 测试的换挡控制研究72-87

    4.1 换挡品质及评价指标72-76

    4.1.1 换挡品质72-73

    4.1.2 换挡品质评价指标73-76

    4.2 换挡分析76-80

    4.2.1 换挡动力学分析76-77

    4.2.2 换挡阶段分析77-80

    4.3 离合器控制80-84

    4.3.1 离合器接合速度控制80-81

    4.3.2 滑摩功控制81-82

    4.3.3 起步离合器控制82-84

    4.4 输入电机转速控制84-86

    4.4.1 起步转速控制84-85

    4.4.2 换挡转速控制85-86

    4.5 自动换挡装置的实现86-87

    第5章 基于小波神经网络的故障诊断专家系统87-102

    5.1 变速箱故障类型87-88

    5.2 专家系统88-90

    5.3 神经网络与故障模式识别90-92

    5.3.1 神经网络基本结构90-91

    5.3.2 神经网络故障诊断原理91-92

    5.4 基于神经网络的故障诊断专家系统92-95

    5.4.1 神经网络与专家系统的92

    5.4.2 知识库设计92-93

    5.4.3 推理机设计93-95

    5.5 基于小波神经网络的变速箱故障诊断95-102

    5.5.1 小波神经网络的结构95-96

    5.5.2 输入输出节点的选择96-97

    5.5.3 隐含层的确定97-99

    5.5.4 网络训练及测试99-102

    第6章 总结与展望102-104

    6.1 研究总结102-103

    6.2 工作展望103-104

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