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1、基于倒频谱方法的柴油机气缸压力识别船海工程2006年第1期(总第170期)文章编号1671.7953(2006)01.0037.03基于倒频谱方法的柴油机气缸压力识别％姚建军向阳周勇郭浩武汉理工大学能源与动力工程学院武汉430063摘要分析了柴油机缸盖系统的激励源和其振动响应特性，把缸盖系统看作一个多输入单输出的线性系统，对测试的柴油机缸盖振动信号时域加窗截取对于气缸压力的那一-段响应信号,去除邻缸的干扰和其它不相关的激励力的影响，通过低通滤波,消除高频噪声，对压力信号和振动信号进行倒频谱分析，利用求出的传递函数重构气缸压力，结果表明，恢复出來的压力信号和实测信号十分
2、接近,该方法为柴油机的实吋在线控制，监测和故障诊断有重要的应用价值.关键词低通滤波倒频谱气缸压力中图分类号TK423.2文献标识码AIdentificationofcylinderpressureofdieselenginebasedonthecepstra1analysisYAOJhn-junXIANGYangZItOUYongGUOIhoSchoolofEnergyandPowerEngineeringWuhanUniversityofTechnologyWuhan430063AbstractThecharacteristicoftheexcitationandv
3、ibrationresponseofcylindercoverare明al.Thecylindercoversystemisregardedasamulti一input/slngle-outputlinearsystem.Itisproposedtointercepttheaccelerationsilalduetothecombustionpressure山timedomainwindows,relnovethe缶工ofothercylindersdisturbing,andl-nlovelligllfrequencynoiseusingalow-passfilte
4、r,thenthecepstralanalysisiscarriedoutforthesilalsofpressureandvibrationinordertOgetthetransferfunctionrecoveringcylinderpressure.TheresultshowsthattherecoveredpressureisclosetotheraW啦,ThismethodisvaluablefoiTeal-timecontrolling,conditionmonitoringandfaultsdiagnosisofthedieselengjJ砖.Keyw
5、ordslowp-assfiltercepstralanalysiscylinderpressure了解柴油机气缸压力是研究柴油机工作过程的基木内容,柴油机的工作状态及故障大都可以通过气缸压力随时间（或曲轴转角）的变化曲线反映出来.II前测量柴油机气缸压力最直接的方法是在气缸盖上打孔，制作测压通道,由于压力传感器安装在气缸内，直接承受着气缸内高温高压气体的冲击，热破坏和烧蚀破坏很大,这就对压力传感器的要求很高,价格相当昂贵.而且由于通道效应的影响,测量的压力和实际的压力有一定的差别•在实时状态监测和故障诊断时，也不可能对每个气缸盖都加工测压通道•因此，通过其它容易从外
6、部测量的信号并采用信号处理技术来识别气缸压力的非直接测量方法研究就具有实际的收稿日期2005.10-11作者简介姚建军（1980—），男，硕士生，水基金项B国家自然科学基金（批准号:50275109）应用价值•对此，国内外学者做了大量的研究，大多数学者运用气缸盖的振动响应来识别气缸压力，主要有局域波法n],神经网络识别方法，时问序列法，传递函数法[4],模态分析法[5J.也有学者运用曲轴瞬吋转速信号来反演气缸压力，但是这种方法在一定程度上依赖于内燃机动力模型的建立，因而识别结果存在一定的课差•以上方法有一个共同的特点就是低压部分识别误差较大,BP神经网络方法还存在曲线
7、不光滑的问题.木文尝试釆用测得的柴油机气缸盖振动信号，进行适当的滤波处理,用倒频谱方法来反演气缸压力.1柴油机振动特性分析柴油机的内部结构极其不规则，这就导致柴油机工作时的缸盖振动响应极为复杂•气缸盖振动是多种激励力共同作用的结果，如气缸压力，气37基于倒频谱方法的柴油机气缸压力识别一一姚建军向阳周勇郭浩阀落座瞬态冲击力，活塞不平衡往复惯性力，曲轴不平衡回转惯性力矩16等,此外在测试中述会有些随机噪声的干扰•随机噪声可通过时域统计平均的方法去除，提取有用信号,从而提高信噪比.可以把缸盖系统视作一个多输入单输出的线性系统模型，根据线性系统的输入输出关系
