车辆传动油液磨粒在线监测的信号处理技术研究

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1、车辆传动油液磨粒在线监测的信号处理技术研究陈讬2015年01月中图分类号：TH137.3，TP212.13UDC分类号：621车辆传动油液磨粒在线监测的信号处理技术研究作者姓名陈讬学院名称机械与车辆学院指导教师郑长松副教授答辩委员会主席苑士华教授申请学位工学硕士学科专业机械工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月StudyonthesignalprocessingofthevehicletransmissionoildebrisonlinemonitoringCandidateName：TuoChenSchoolo

2、rDepartment:SchoolofMechanicalEngineeringFacultyMentor:AssociateProf.ChangsongZhengChair,ThesisCommittee：Prof.ShihuaYuanDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MechanicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，20152研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论

3、文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：4摘要磨损是互相接触的物体在相对运动中表层材料不断损伤的过程，占摩擦学损失的80%以上，对国民经济造成的破坏十分惊人。而车辆传动系统摩擦元件磨损产生的颗粒进入液压润滑系统，又加剧了摩擦元件的磨损，对磨损颗粒

4、的监测，可以反映车辆传动系统的工作状况。实现对油液的在线监测对车辆传动状态监测具有重要的意义，而在线监测的关键在于在线监测传感器的开发和磨粒微弱信号识别。本课题以三线圈差动式电感磨粒传感器为研究对象，针对所研制的传感器输出信号微弱、信噪比小、信号混叠现象严重等问题，通过建立理论模型、仿真分析并与实验验证相结合的方法，研究了磨粒传感器输出信号的锁相放大处理技术，并拟合了传感器输出函数，获得了多磨粒通过传感器的信号特征。本课题的研究促进了此类型传感器的开发应用及信号识别，对实现油液磨损颗粒的在线监测具有重要意义。研究的主要内容如下：

5、①研究了三线圈差动式电感磨粒传感器的检测原理，建立了传感器的理论模型，分析了感应线圈电压信号的特性，根据锁相放大原理，研究了处理感应电压的方法，选取并设计了低通滤波器的参数，得到了直流的类正弦输出信号。②改进了基于双线圈的传感器磁场模型，分析了线圈磁场的径向分布规律及磨粒径向位置对轴向磁通量的影响；建立了多个磨粒同时通过传感器的模型，得到了此情况下传感器输出峰值与磨粒总体积成正比的结论。③建立了传感器输出模型，分析了基于输出的正弦信号求解磨粒信息的方法；研究不同形状磨粒的退磁因子，结合仿真分析得到了轴向椭球磨粒和圆柱磨粒输出信号

6、的规律。④基于磨粒信号的峰值电压，拟合出仿真和实际传感器的输出函数，验证了拟合的正确性，尝试结合输出函数实现磨粒尺寸分段，验证了分段结果的可靠性。⑤组装了试验装置，制备了被试磨粒，以离线试验的方式，研究了磨粒尺寸和油液环境对传感器输出的影响，验证了磨粒径向位置对传感器输出影响的结论。关键词：磨粒传感器；在线监测；信号处理IAbstractWearismaterialconstantlydamageduetothefrictioninrelativemotionbetweencontactsurfaces,accountingfo

7、rmorethan80%oftotaltribologicalloss,causingahugelossonthenationaleconomy.Whiletheparticlesproducedbywearoffrictionpartsinvehicletransmissionsystementeredthehydrauliclubricationsystem,theyexacerbatedthewearoffrictionparts.Bymonitoringthewearparticles,theworkingconditi

8、onofvehicletransmissionsystemcanbereflected.Itisofgreatsignificancetorealizetheoilmonitoringforvehicletransmissionsystemconditionmo