喷雾直喷摄影同步控制方法研究

摘要

近年来,中国汽车的产销量稳居世界第一,由此带来的环境污染问题也逐渐加重,加上能源危机的影响,这些都制约着我国乃至世界汽车工业发展。节能减排已成为各个国家竞相研究的对象,而燃料的雾化质量是影响发动机动力性、经济性、排放性及噪声水平的关键因素之一,为了研究燃油的雾化规律,需选择良好的喷雾图像片获取方法,为此本文设计研究了一套基于直接摄影原型的喷雾直喷摄影同步控制方法。
　　本文根据燃油的雾化机理,设计了基于科研及实验室用的喷雾直喷摄影同步控制试验台,通过设计开发上位机界面软件及下位机采集控制软件,实现了试验台的软件系统,加上硬件驱动、控制电路的设计,实现了试验台的硬件系统,从而构建了一套喷雾直喷摄影同步控制试验台。主要研究工作有:
　　根据燃油雾化机理以及燃油雾化的评价指标,结合实验室现有资源,为研究燃油雾化的发展规律以及清晰图像的获取方法,开发了本电控喷雾试验台,制定本文的研究方向。
　　确定电控喷雾试验台的信号采集单元及执行器机构,选取STC公司的8位微控制器作为CPU,分别验证了信号采集系统电路,驱动系统驱动控制电路,通讯接口电路等,将整个系统集成,完成了整个电控试验台硬件设计和PCB印刷电路板的设计。
　　编写系统软件,利用C和汇编语言编写下位机的信号采集、处理、运算及控制程序;制定通讯协议及编写通讯程序,利用VC++语言编写上位机人机交互界面,实现了电控喷雾系统的显示与控制。
　　最后,在实验室进行软硬件的调试,实现了基本控制软件,对系统的控制流程及软硬件进行了深入学习;通过采集不同工况的纯柴油喷雾粒子图像,例如不同压力,不同孔径等,验证了电控喷雾系统的可行性和可信性,为实验室进一步研究喷雾机理及电控喷雾系统做好准备。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 喷雾雾场测量方法

1.3 本课题的主要目的和意义

1.4 本课题研究的主要内容

1.5 本章小结

第二章 燃油喷雾特性及评价指标

2.1 喷雾评价指标

2.2 本章小结

第三章 电控喷雾系统试验台总体设计

3.1 机械运动部分设计

3.2 本章小结

第四章 电控喷雾系统硬件电路设计

4.1 电控喷雾试验台硬件组成

4.2 微处理器选型及扩展电路

4.3 输入输出信号采集处理电路

4.4 数码相机驱动电路

4.5 喷油器驱动电路

4.6 通讯接口电路

4.7 PCB设计

4.8 本章小结

第五章 喷雾控制系统软件设计

5.1 软件系统的组成

5.2 下位MCU软件设计

5.3 PC与MCU通讯程序设计

5.4 上位机界面及算法设计

5.5 本章小结

第六章 系统调试与验证

6.1 喷雾试验台的调试

6.2 多工况下喷雾图像的获取

6.3 本章小结

总结与展望

全文总结

工作展望

参考文献

致谢