[发明专利]基于ARM便携式船舶电子示功器的控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型便携式电子示功装置，尤其是涉及一种基于ARM便携式船舶电子示功器的控制系统及其控制方法。

背景技术

柴油机由于具有热效率高、功率应用范围广、结构紧凑等优点广泛的应用于船舶作为主机和辅机动力设备。对柴油机的研究发展将会更加注重于排放、经济性、耐久性和可靠性等各个方面。柴油机的燃烧过程的研究离不开示功图的测取，示功图是气缸内工质压力随曲轴转角变化的图形，气缸压力携带了柴油机燃烧过程的大量有用信息，并且与柴油机工作过程的性能指标及评价参数有着密切的关系，各缸的工作参数、性能指标、排放指标等差异都全部或者部分反映在气缸压力上。它既是研究柴油机工作过程完善程度的重要依据，也是用来计算柴油机指示功率的依据，同时还可作为柴油机强度计算和动力计算的资料。通过示功图可研究柴油机缸内燃烧过程、燃烧放热规律，计算缸内温度、柴油机功率，评估扫气过程，确定柴油机最高燃烧压力和压缩压力等等。由于示功图能以图像形式显示柴油机缸内工作过程，而且测量仪器简单实用，同时根据示功图的计算和分析结果来判断柴油机的工作性能，并可对柴油机进行适当的调整，保证柴油机能在最佳状况下运转，提高经济性、可靠性和动力性。然而，现有技术中用于测量柴油机性能的测试系统还存在很多不足，如其系统不开放，不能实施读取或写入、改变参数、测量精度不高等缺陷。

发明内容

本发明目的是解决现有技术中的不足，设计了一种基于ARM便携式船舶电子示功器的控制系统及其控制方法，其技术方案如下：

基于ARM便携式船舶电子示功器的控制系统，包括缸压传感器、曲轴转角传感器、ARM控制器、工控机、显示屏、键盘、文件管理控制器；其特征为：所述缸压传感器、曲轴转角传感器通过信号处理电路与ARM控制器电连接；所述键盘用于输入指令给ARM控制器并将ARM控制器处理的参数信号一路通过显示屏显示，另一路通过串口通信模块上传工控机；所述ARM控制器还与打印机连接；所述文件管理控制器与ARM控制连接，用于读写文件。

优选为：所述曲轴转角传感器采用型号为KISTLER2613B曲轴转角传感器，该传感器安装在柴油机自由端，测量转速不小于15000rpm，测量漂移误差不大于0.05℃A；所述曲轴转角传感器的输出信号经过信号处理电路后将采集的转角信号转变为脉冲信号；所述ARM控制器以型号为：STM32F103芯片为控制核心；还包括USB接口，所述USB接口与ARM控制器连接；所述文件管理控制器采用CH376S文件控制芯片；所述串口通信模块采用MAX232芯片。

基于上述技术方案的ARM便携式船舶电子示功器的控制系统的控制方法。

有益效果：利用ARM的数据处理速度及能力直接对所采集的数据进行处理，时效性更高；提高系统功能的实用性以及设备成本的经济性。

附图说明

图1是本发明系统整体框图。

图2是本发明电荷放大器电路原理图。

图3是本发明减法电路。

图4是本发明隔离变送转换模块。

图5是本发明CDM信号整理电路。

图6是本发明TRG触发信号整理电路。

图7是本发明键盘电路图。

图8为本发明ARM最小系统以及端口连接电路原理图。

图9为本发明4.3时TFT液晶接口电路图。

图10为本发明CH376S是文件管理控制芯片接口电路。

图11为本发明3.3V稳压电路原理图。

图12为本发明电源滤波电路电路原理图。

图13是本发明测量的压力数据奇异点进行处理步骤中示功图数据均化处理流程图。

图14是本发明压力数据的光顺处理步骤中平滑前图形示意图。

图15是本发明压力数据的光顺处理步骤中平滑后图形示意图。

图16是本发明示功图，

其中：以曲轴转角传感器所测量的曲轴角度为横坐标，以曲轴角度所对应的压力为纵坐标。体现柴油机缸压P随角度变化而变化的趋势。

图17是本发明P-V示功图。

具体实施方式

参见附图1所示。基于ARM便携式船舶电子示功器的控制系统，包括缸压传感器、曲轴转角传感器、ARM控制器、工控机、显示屏、键盘，其特征为：缸压传感器、曲轴转角传感器通过信号处理电路与ARM控制器连接；所述键盘用于输入指令给ARM控制器，通过ARM控制器处理的参数信号一路可通过显示屏显示，另一路通过串口模块上传工控机；所述ARM控制器还与打印机连接。