基于时频分析的点火线圈放电脉冲检测研究

摘要

自加入WTO以来，我国汽车产业规模和竞争力不断提高，汽车销量逐年稳健增长。但受我国情的影响，汽车核心零部件技术严重依赖国外企业而使其成为汽车整体产业发展的主要瓶颈之一。点火线圈作为汽车点火系统的核心零部件，其性能直接影响整车环境和动力指标，日趋严格的安全和质量要求，对点火线圈质量提出了更高的标准。
　　国内现有的检测设备无法有效检测点火线圈随机性放电脉冲，目前主要依靠汽车示波器观察和个人经验判断，而国外早已制度化、标准化，并向“智能化”方向发展。因此，开发一种可在线自动检测点火线圈放电脉冲的新技术，对提高企业生产率、市场地位，以及减少因质量问题导致的经济纠纷和索赔事件，乃至提高我国汽车零部件技术地位具有重要的现实意义。
　　根据汽车点火线圈工作原理建立点火线圈模拟点火系统，本文以DQG128等放电线圈为研究对象，提取各种典型的放电信号，根据放电机理总结放电信号时域、频域和时频联合域内的共同特征，分别利用小波分析和时域滤波方法对放电脉冲进行检测。
　　本文在原有点火波形诊断的相关研究基础之上，首先总结小波基选择规则，选择db3小波为分析工具，利用db3小波阈值滤波和本文改进的自适应对消滤波对信号进行去噪处理，通过分析各种典型放电信号小波系数极大值和位置信息，得出判断点火线圈存在放电现象与否的判据。在小波算法的基础之上，本文通过相关仿真试验，又提出了更具实用价值的点火线圈放电脉冲时域滤波检测方法，它以一个8阶巴特沃斯型高通LC滤波器为核心，提取点火线圈初次级的放电脉冲，将点火线圈放电检测转化为随机性放电脉冲的检测，再利用相应的检波电路，将本文所研究的问题最终转化为随机高速脉冲宽度的测量问题，根据所测得的脉冲宽度，即可判断被测线圈是否存在放电现象及其严重程度。
　　本文设计相关试验合理地确定了点火电压等直接影响检测结果的各参数具体值。最后提取不同型号的放电线圈进行放电检测，以人工检测结果为标准，对比分析db3小波和时域滤波法的检测率，证明了时域滤波是一种低成本、新的、针对不同型号点火线圈放电现象的快速在线检测技术。

目录

基于时频分析的点火线圈放电脉冲检测研究

Research on Ignition Coils Discharge Pulse Detection Based on Time-frequency Analysis

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题来源

1.2 汽车点火线圈发展历程

1.3 国内外汽车点火线圈及其放电检测研究状况

1.4 课题研究的目的和意义

1.5 本文的主要研究内容

第2章 汽车点火线圈放电脉冲分类及其特征分析

2.1 点火线圈放电脉冲检测研究流程

2.2 点火线圈放电因素分析

2.3 点火线圈模拟点火系统以及放电现象分类

2.4 点火线圈放电脉冲特征分析

2.5 放电脉冲检测方法分析

2.6 本章小结

第3章 小波分析在点火线圈放电脉冲检测中的应用

3.1 小波分析

3.2 小波基的选择

3.3 点火线圈放电信号滤波分析

3.4 放电脉冲的小波系数极大值及其位置检测算法

3.5 本章小结

第4章 点火线圈放电脉冲时域滤波检测法

4.1 放电脉冲时域滤波检测思想及其验证

4.2 射频电路理论基础

4.3 放电脉冲时域滤波检测方案设计与实现

4.4 放电脉冲时域滤波检测硬件设计与实现

4.5 放电脉冲时域滤波检测软件设计

4.6 本章小结

第5章 点火线圈放电脉冲检测试验分析及其结论

5.1 时域滤波检测法可行性验证

5.2 放电脉冲时域滤波检测影响因素分析

5.3 小波分析和时域滤波放电检测效果分析

5.4 小波分析和时域滤波检测率对比

5.5 放电脉冲时域滤波检测法总结

5.6 本章小结

结 论

参考文献

附录1

附录2

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢