基于1939的柴油机测控系统设计
基于微机控制的发动机测试系统的研究与设计
基于微机控制的发动机测试系统的研究与设计随着汽车行业的迅猛发展，汽车发动机的性能和可靠性要求也越来越高。
为了保证发动机的正常运行和提高整车的性能，发动机测试系统变得愈发重要。
本文将以微机控制为基础，研究和设计一种发动机测试系统。
对于发动机的测试系统而言，传感器的选择和性能是非常重要的。
本文将选取高性能的传感器来测量发动机参数，如温度、压力、转速等。
这些传感器将通过模拟信号接口与微机控制系统相连接。
在控制系统方面，本文将采用微机作为主控制单元。
微机具有计算能力强、可编程性好的特点，能够实现各种复杂的控制算法。
控制系统将通过接口配置测量系统、实时采集和处理数据，并最终控制发动机运行状态。
在设计过程中，本文将系统分为三个主要部分：测量系统、控制系统和显示系统。
测量系统主要负责采集和处理发动机的各种参数。
本文将根据发动机测试的需求选择合适的传感器，并通过模拟信号接口连接到微机系统上。
微机系统将通过AD转换将模拟信号转换为数字信号，并进行实时采集和处理。
测量系统还将负责对传感器进行校准，确保测量的准确性和可靠性。
控制系统主要负责对发动机的控制和监控。
本文将通过控制策略来控制发动机的运行状态，如转速控制、燃油供给控制等。
控制系统将根据测量系统采集的数据进行分析和计算，根据设定的参数和算法来控制发动机的运行状态。
控制系统还将负责对发动机的故障进行监控和报警，保证发动机的安全运行。
显示系统主要负责将测试结果以直观的形式展示出来。
本文将设计一个人机交互界面，通过显示屏和操作面板来展示和操作测试结果。
显示系统将实时显示发动机的各项参数，并提供一些功能按钮，如启动按钮、停止按钮等。
显示系统还将支持数据的存储和导出功能，方便用户进行数据分析和比较。
基于微机控制的发动机测试系统研究和设计是一个复杂而有挑战的任务。
通过合适的传感器、高效的控制算法和直观的人机界面，该系统能够实现对发动机的准确测试和可靠控制。
这将为汽车行业的发展提供有力的支持，并推动发动机技术的进一步创新和发展。
船用柴油机中央冷却系统水温的智能控制(初稿)
摘要随着计算机技术、测量仪器和控制技术的高速发展，在现代自动控制领域中，应用了越来越多的先进测量控制技术、设备和方法。
在这些众多的先进测量控制技术中，由于单片微处理器的性能日益提高、价格又不断降低，使其性能价格比的优势非常明显。
因此，如何将单片微处理器应用到船舶自动控制领域，成为目前轮机自动化的焦点课题之一，为越来越多的科研机构所重视。
PID水温控制调节方法出现时间较早，已被大部分现代船舶所淘汰。
因此本文针对传统的柴油机中央冷却系统水温PID控制系统算法较为复杂，不能准确、快速、灵敏、稳定的调节柴油机冷却水的温度，提出了基于89C51单片机的智能冷却水调节系统的控制方案和具体方法。
在建立柴油机中央冷却系统高温淡水（缸套冷却水）冷却回路的动态热力模型基础上，将柴油机功率模糊信号引入到了高温冷却水温度控制系统中。
通过调节三通阀的开度，从而可以达到降低冷却水温度的动态偏差，快速而准确的调节冷却水温度的目的。
比较得出基于功率信号模糊预调节与水温Smith+PID调节的智能控制方法，明显优于常规PID控制方法。
在实际应用中实现了对船舶柴油机冷却水的智能精确控制，减少了油耗，延长了发动机的使用寿命。
关键词：智能控制；89C51单片机；精度高；速度快1AbstractWith the rapid development of computer technology, measuring instruments and control technology, the application of advanced measurement and control technology, equipment and methods were applied in the modern field of automatic control. Due to the improving performance and decreasing price of single-chip microprocessor, its cost performance became outstanding beyond the numerous advanced measurements and control technologies. Therefore, one of the focuses of the current turbine automation topics is to apply the single-chip microprocessor into ship automatic control, which has been paid attention to by more and more research institutions.PID temperature control adjustment method, which has the problems of complexity and can not accurately, rapidly, sensitively and stably control the diesel’s cooling system, had been eliminated by most modern ships. Therefore, this essay will focus on the the problems of the PID control system algorithm of the central cooling system water temperature in conventional diesel engines, and propose a control scheme and approach which is based on the 89C51 micro-controller smart cooling water conditioning system. The solution is to introduce the engine power fuzzy signal into a high-temperature cooling water temperature control system by establishing a dynamic model of the central engine cooling system temperature fresh water ( jacket cooling water ) cooling circuit on the basis of thermodynamic model. By adjusting the opening degree of the three-way valve to achieve the aim of reducing the dynamic deviation of water temperature and quickly and accurately adjusting the cooling water temperature. It can be significantly better than the conventional PID control methods system simulation studies which gains fuzzy intelligent control power signal pre-conditioning and water -based Smith + PID regulator. In practical applications, not only precise control of intelligent engine cooling water vessel is achieved, but also the fuel consumption is reduced and the life of the engine is extended.KEY WORDS:intelligent controls,89C51 microcomputer, high precision, high speed2目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章绪论 (5)第2章船用柴油机中央冷却系统 (10)2.1船用柴油机中央冷却系统工作过程 (10)2.2系统的构成 (10)2.2.1 系统结构图 (11)2.2.2 系统各组成部分功能说明 (11)2.3 系统的性能指标 (13)2.3.1 系统的主要技术功能 (13)2.3.2 系统的性能特点 (14)第3章系统硬件组成 (15)3.1 系统硬件组成结构图 (15)3.2 系统各部分结构 (16)3.2.1 测温电路 (16)3.2.2 A/D转换电路 (17)3.2.3 键盘与显示电路: (18)3.2.4 串行通讯模块: (19)3.2.5 声光报警电路: (19)3.2.6 主控单元(MCC): (20)第4章系统软件介绍 (22)4.1 温度控制系统算法 (22)4.1.1 系统的整体控制 (22)4.1.2 算法介绍 (23)4.2 计算机软件及功能 (28)4.3 单片机的软件设计 (30)34.3.1 主程序: (31)4.3.2 T.0中断服务子程序 (32)4.3.3 串行口中断服务程序 (33)第5章系统可靠性研究 (34)5.1 系统硬件的可靠性设计 (34)5.2 系统软件的可靠性设计 (36)第6章结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)4第1章绪论1.1课题提出背景船舶柴油机冷却水温度控制技术是轮机自动化技术的重要组成部分。
基于SAEJ1939协议的汽车CAN总线控制系统的设计与测试的开题报告
基于SAEJ1939协议的汽车CAN总线控制系统的设计与测试的开题报告一、选题背景和意义随着现代汽车电子技术的不断发展和普及，CAN总线已成为现代汽车控制常用的信息传输方式。
而SAEJ1939协议作为一种广泛应用于重型车辆的高层协议，具有很高的实用性和灵活性，被越来越多的车辆制造商采用。
因此，本项目选择基于SAEJ1939协议进行汽车CAN总线控制系统的设计与测试，旨在提高汽车控制系统的可靠性和稳定性，同时带来更好的用户体验。
二、研究内容和方法1.研究内容:（1）了解和分析SAEJ1939协议的特点和优势；（2）掌握汽车CAN总线控制系统的设计方法和关键技术；（3）设计并实现基于SAEJ1939协议的汽车CAN总线控制系统；（4）测试控制系统的性能和稳定性。
2.研究方法：（1）文献调研，了解相关的技术和应用；（2）进行系统设计，包括硬件和软件设计；（3）利用仿真工具进行模拟分析；（4）实现控制系统的软件和硬件；（5）进行测试和性能分析。
三、预期研究结果和创新点1.预期研究结果：（1）实现基于SAEJ1939协议的汽车CAN总线控制系统；（2）测试系统的性能和稳定性。
2.创新点：（1）采用SAEJ1939协议，提高系统的稳定性和可靠性；（2）利用仿真工具进行模拟分析，提高研究效率；（3）在设计与测试中体现实用性，实现可行的汽车控制系统。
四、进度安排1.文献综述和理论基础学习：2周2.设计方案制定：2周3.系统搭建和软件编写：6周4.测试与性能分析：4周5.论文撰写和论文答辩准备：4周五、参考文献[1] Baronti F, Pillai P, Chook V W C, et al. Wireless sensor networks: A survey on the state of the art and the 802.15.4 and ZigBee standards[J]. Computer Communications, 2007, 30(7): 1655-1695.[2] Eldefrawy M, Hassanein H S. Enhanced 802.15.4 network architecture for industrial wireless sensor networks[J]. Computers & Industrial Engineering, 2014, 69: 15-24.[3] Pham Tien Dung, Pham Tien Tu. Design and Development of Low-Cost Water Quality Monitoring System for Aquaculture in Vietnam[J]. International Journal of Applied Science and Technology, 2013, 3(2): 47-52.[4] 罗勇,杨尚斌.汽车电子技术[M].机械工业出版社,2015.[5] GB/T 19596-2004 汽车用CAN总线通信协议.六、指导教师意见本课题选题具有现实背景和应用价值，内容丰富、可行性高，可以适合完成学位论文。
基于SAE J1939协议的客车ECU参数测试系统
基于SAE J1939协议的客车ECU参数测试系统谢东坡;张仪栋;周亮;颜永福;徐建勋【摘要】介绍了一种基于J1939协议的客车ECU参数测试系统的总体设计方案,系统包含3个测试模块和1个主控模块.阐述了该测试系统的硬件组成和软件设计,并进行了测试试验.试验结果表明,该测试系统具有如下特点:能够实时读取并处理ECU报文信息;具有良好的可扩展性;方便整车调试;可获取ECU故障信息,为客车故障诊断提供依据.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2010(000)012【总页数】3页(P45-47)【关键词】客车;CAN总线;ECU;参数测试【作者】谢东坡;张仪栋;周亮;颜永福;徐建勋【作者单位】重庆车辆检测研究院,国家客车质量监督检验中心;重庆车辆检测研究院,国家客车质量监督检验中心;重庆车辆检测研究院,国家客车质量监督检验中心;重庆车辆检测研究院,国家客车质量监督检验中心;重庆车辆检测研究院,国家客车质量监督检验中心【正文语种】中文【中图分类】U467.51 前言为减少车身线束，通常采用串行总线来连接传感器、执行器和控制器，因而实现汽车电子系统的网络化已经成为必然趋势[1]。
控制器局域网CAN（Controller Area Network）总线是20世纪80年代开发的一种串行数据总线，现已被广泛应用于汽车内部网络各电子控制单元（ECU）间的实时数据交换[2]。
在各种CAN应用层协议中，SAE J1939是目前大型车辆中采用最多的一种通信协议[3]。
国外的汽车ECU产品多数带有J1939通信接口，我国汽车电子厂商也在积极开发符合J1939协议标准的ECU产品[4]。
为此，结合单片机、CAN、以太网技术开发了一套基于J1939协议的客车ECU参数测试系统。
2 测试系统总体设计考虑到客车ECU参数繁多，而经常关注的ECU参数相对有限，故系统设计时应对ECU特定报文（帧）进行过滤，从而只接收包含特定ECU参数的报文（帧），这就需要所设计系统具有较强的可扩展性和可移植性。
柴油发动机性能监测系统的可视化设计
柴油发动机性能监测系统的可视化设计发布时间：2022-07-26T03:20:50.731Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第3月第5期作者：刘井良[导读] 传统的柴油发动机性能监测方法存在监测效率低、精度差、缺乏可视化管理等诸多问题，直接影响了机械生产的效刘井良中国人民解放军65316部队辽宁省瓦房店市 116300摘要：传统的柴油发动机性能监测方法存在监测效率低、精度差、缺乏可视化管理等诸多问题，直接影响了机械生产的效率和效益。
为解决柴油发动机性能监测可视化管理问题，引入可视化设计理念，在深入研究柴油发动机结构组成和工作原理的基础上，重点分析发动机主要运行参数，完成了柴油发动机性能监测系统可视化设计，实现了对发动机运行参数的实时监测，并能通过组态软件掌握发动机各分系统的动态工作流程和原理，通过故障报警及时掌握发动机的故障情况，为作业人员快速排查故障提供指导，快速恢复发动机的工作性能。
关键词：柴油发动机；性能监测系统；可视化设计引言柴油机是诸多工程机械设备的动力来源，但是，燃油系统中低压油路有气是导致发动机起无法启动、启动困难或者自动熄火的一个主要原因，其匹配、设计以及布置情况也直接影响到低压油路中气体的产生及排出进而影响到发动机的启动性，柴油发动机性能好坏对生产的效率和产量具有十分重要的影响。
所以，本文对柴油发动机性能监测系统的可视化设计进行重点的分析探讨具有重要的意义。
1柴油机的运行原理用柴油发动机也被称之为迪塞尔引擎，该发动机属于点火式的压缩发动机。
在其实际运行中，主要的运行原理是热能与机械能之间的转换。
通过柴油发动机中的气缸内部柴油的高温、高压膨胀，完成柴油机的顺利运行。
任何一个类型的才有发动机在运行中都需要经过进气、压缩、做功、排气等几个工作环节。
柴油发电机其主要由机体组、配气结构、进排气系统、润滑系统以及其他辅助系统构成。
随着我国对电气设备的排放要求的转变，当前柴油机在不断被研发的过程中，其运行性能与排放限制都得到了很大优化与完善，并且也在向着大型化，高速化，复杂化的方向上发展。
基于微机控制的发动机测试系统的研究与设计
基于微机控制的发动机测试系统的研究与设计
随着现代汽车工业的发展，发动机测试系统在发动机研发和生产过程中起到了至关重
要的作用。
本文将围绕着基于微机控制的发动机测试系统的研究与设计展开，从系统的原理、硬件设计和软件设计三个方面进行详细介绍。
我们来了解一下发动机测试系统的原理。
发动机测试系统是一种用于对发动机进行各
项性能测试和评估的设备。
其主要工作原理是通过计算机采集和处理发动机的各种参数，
然后根据测试要求对发动机进行操作控制，并对测试结果进行分析和评估。
这种系统的使
用可以提高测试的自动化程度，减轻操作人员的工作强度，提高测试的准确性和可靠性。
接下来，我们来看一下系统的硬件设计。
发动机测试系统的硬件设计主要包括传感器、采集卡、执行器和控制器等组成部分。
传感器主要用于采集发动机的各种参数，如转速、
温度、压力等；采集卡则负责将传感器采集到的信号转化为电信号，并将其传输给计算机
进行处理；执行器则负责对发动机进行操作控制，如改变油门位置、控制点火时间等；控
制器则负责对整个系统进行协调和控制，确保系统的稳定和正常运行。
我们来讨论一下系统的软件设计。
发动机测试系统的软件设计主要包括测试程序的编
写和数据分析程序的设计。
测试程序主要负责对发动机进行各项性能测试，并记录下测试
数据；数据分析程序则负责对测试数据进行处理和分析，以便得出相应的测试结果。
还可
以设计一系列的人机交互界面，方便操作人员进行测试和数据分析。
基于微机控制的发动机测试系统的研究与设计
基于微机控制的发动机测试系统的研究与设计一、引言随着汽车工业的迅速发展，对发动机的性能和质量要求越来越高。
而发动机的性能测试是对发动机的工作状态、性能参数进行全面、准确地测定和评价的过程。
为了更好地测试和评价发动机的性能，很多研究者致力于基于微机控制的发动机测试系统的研究与设计。
本文将介绍该系统的研究背景、研究意义、系统设计思路和未来发展方向。
二、研究背景传统的发动机测试系统往往依赖于大型的实验设备和繁琐的测试步骤，测试过程中需要人工干预，而且测试结果不够准确。
基于微机控制的发动机测试系统应运而生。
该系统基于先进的微机控制技术和自动化技术，能够实现对发动机的全面测试，提高测试精度和效率，减少人工干预，为发动机研发和生产提供更加可靠的测试数据。
研究基于微机控制的发动机测试系统具有重要的理论和应用意义。
三、研究意义基于微机控制的发动机测试系统具有很大的应用前景和市场需求。
一方面，可以为发动机制造和改进提供更加准确、可靠的测试数据，提高发动机的性能和质量；该系统还可以为汽车厂家和研究机构提供更加全面、准确的发动机性能测试服务，对汽车工业的发展起到重要的推动作用。
研究基于微机控制的发动机测试系统对推动汽车工业的发展具有重要的意义。
四、系统设计思路基于微机控制的发动机测试系统主要包括硬件和软件两部分。
硬件部分主要由传感器、执行机构和微机控制设备组成，主要用于采集发动机工作状态的参数和通过执行机构控制发动机的工作状态。
软件部分主要包括数据采集、信号处理、控制算法和用户接口，用于实现系统的自动化测试和人机交互。
1. 数据采集数据采集部分主要由传感器和数据采集卡组成，用于采集发动机的各种参数，如转速、温度、压力、燃料消耗等。
2. 信号处理信号处理部分主要由微机控制设备和信号处理模块组成，用于对采集的数据进行处理和分析，得到发动机的性能参数，如功率、扭矩、燃烧效率等。
3. 控制算法控制算法部分主要根据发动机的工作状态和性能参数，通过执行机构控制发动机的工作状态，如调整进气量、喷油量、点火时机等，以达到测试的目的。
基于微机控制的发动机测试系统的研究与设计
基于微机控制的发动机测试系统的研究与设计
近年来，随着汽车工业的迅速发展，汽车发动机的研发和测试技术也得到了快速的发展。
为了满足汽车发动机测试的需求，我们设计了一款基于微机控制的发动机测试系统，该系统能够实时监测发动机的状态参数，对发动机的性能、安全性和可靠性进行评估，并进行数据分析和处理。
该系统采用了微机控制技术，结合传感器、数据采集卡和实时操作系统，实现了对发动机转速、油温、燃油压力、氧气含量等参数的实时监测和数据采集。
该系统中采用了多路A/D转换器，能够同时采集多种参数的信号，并将其转换为数字信号，存储在计算机中进行处理和分析。
为了能够对发动机进行动态测试，我们引入了一个转台，将发动机与传感器相连，并通过反馈控制技术实现对发动机负载和转速的控制。
同时，系统还可以实现动态负荷转移和冷却系统的控制，以确保发动机在各种运行条件下稳定运行。
在数据采集过程中，该系统能够实现实时监测和显示发动机的各项参数，并可以通过数据处理和分析，计算出发动机的功率、扭矩、燃油消耗、排气污染物等相关参数，为发动机研发和测试提供了有效的数据支持。
总之，这款基于微机控制的发动机测试系统设计合理、功能完善、稳定可靠，能够满足现代发动机测试的要求，为发动机研发和汽车设计提供了重要的支持和帮助。
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基于J1939协议的柴油机测控系统设计
需求设计
总体方案设计
硬件设计
软件设计
测试方案
需求设计
1、柴油机测控系统的可行性
现代大部分柴油机系统的内部控制系统（特别是柴油喷射系统、油压控制系统等）已经实现了电子化，即加入了ECU（Electronic Control Unit）的控制单元，同时也为外部测控系统提供了控制接口，这为柴油
机的测控系统的实现提供了良好的平台。
(续)柴油机测控系统的可行性
需求设计
2、用户需求分析
柴油机测控系统主要拟用于两种设备中，一种是压裂设备，另一种是混
浆设备，以下以压裂设备为例,用户需求主要有以下几个方面。
需求设计
(续)用户需求分析
用户需求主要有以下几个方面。
①利用柴油机提供的J1939接口，完成对柴油机起、停及转速的控制，
并获取柴油机的工作时的各项参数（转速、油压、水温、油温、工作电压、工作时间等）。
②在压裂设备中，还需检测大泵压力、流量、传动箱数据（油温、油
压）等项数据，另外要提供超压保护报警等功能。
由于压裂设备是工作在高压状态下，因此要求实现远程控制（控制部分距离设备50－200M）。
③另外用户要求为第三方（施工监理方）提供远程监测设备及软件。
(续)用户需求分析
二、总体方案设计
1、柴油机J1939协议
J1939协议是卡车与公共汽车电气电子委员会控制与通信网络分委会开发的，由汽车工程师协会推荐的标准。
其实质是CAN总线扩展格式的一种。
①CAN总线的电平表示及电气连接
位电平表示采用差分电压来表示隐性位及显性位
二、总体方案设计
(续)柴油机J1939协议
电气连接： CAN 收发器其实质是信号输出时发生一个差分电压，在输入时将差分电压信号转化为0/1信号。
CAN 通讯控制器是对信号进行检测并进行信号控制。
ISO11898建议的电气连接
输入
输入
输出
输出
二、总体方案设计
(续)柴油机J1939协议
③位定时与位同步
一个位（无论是显性位还是隐性位），都是由下图所示的结构构成
为了补偿总线上每个节点振荡器频率之间的相移，每个CAN控制器必须能与输入信号的相关信号边沿同步。
当检测到一个传输数据边沿时，逻辑电路会将边沿的时间位置与同步时间进行比较，然后这个电路会对相位缓冲时间段1和相位缓冲时间段2的进行必要调整。
采样点的采样可以
为多重采样。
二、总体方案设计
(续)柴油机J1939协议
②J1939协议
J1939协议实质是将CAN扩展帧格式中未明确定义的11位ID，18位扩展ID
进行了明确定义，紧随ID的是8个字节的数据。
二、总体方案设计
2、结构及组成
本系统由两大部分组成，一部分是检测执行系统，另一部分是控制系
统。
(续)结构及组成
二、总体方案设计
3、单片机选型
由于PIC单片机的性能优良及应用广泛的特点，单片机的选型为PIC18F458它有以下特点：
①嵌入CAN总线控制器
②嵌入AD转换器
③嵌入PWM发生器
④嵌入I2C总线
⑤嵌入SPI总线
⑥哈佛总线结构,指令执行速度快
⑦支持C语言编程
三、硬件设计
主要的硬件电路有几大部分，另外由于工业生产环境较为恶劣，为防止外界的干扰，所有与外设通讯的部分都采用了隔离技术。
（三种隔离器件的应用）
对检测执行系统来说有CAN总线模块、AD转换模块、IO输入模块、IO输出模块、DA转换模块、RS232/RS485通讯模块、PWM模块、计数脉冲
模块等
三、硬件设计
硬件设计中的抗干扰及信号隔离
硬件设计中应用的抗干扰技术主要有
信号隔离主要采用互感器、光电隔离器件等形式
信号隔离的类型及光电隔离器件选择
A、数字量的隔离
数字量的输入、输出隔离要考虑的主要问题是光隔的开关时间是否能满足开关量频率的要求，信号是否有驱动光隔中发光二极管的能力
以计数脉冲模块及J1939模块设计为例
1、计数脉冲模块
（续）计数脉冲模块
（续）计数脉冲模块
2、J1939总线模块
（续）J1939总线模块
三、硬件设计
B、模拟量的隔离
模拟量输入隔离要考虑的主要问题是输入量与输出量是否具有线性关系及转换时间频率是否满足设计要求。
以AD转换模块为例
3、AD转换模块
（续）AD转换模块
4、DA转换模块（利用PWM进行DA转换）
（续）DA转换模块
四、软件设计
模块化
可靠性（在每个可能产生死循环的地方都加入出错处理程序），通讯协议中加入了校验码。
注解详细规范
各模块的分步实验方案。
整个作业过程的实验方案。
每次实验的异常情况处理方案。
将整套系统送相关部门进行性能鉴定。