嵌入式柴油機工作狀態(tài)監測裝置設計

該裝置診斷原理：DSP以定頻率采集柴油機瞬時(shí)轉速信號數據，并對數據進(jìn)行齒平均、數字濾波和整周期平均計算，求取瞬時(shí)轉速數據作快速傅里葉變換，求出頻域相關(guān)特征值。DSP結合熱工參數，由專(zhuān)家系統得到結果。

2 監測裝置硬件設計

裝置硬件組成原理如圖2所示。圖中作為輔助分析的熱工參數通過(guò)信號調理模塊，由DSP的A/D模塊轉換即可。瞬時(shí)轉速是通過(guò)安裝在飛輪處的磁電傳感器獲取，發(fā)火上死點(diǎn)由輸油管上的壓力傳感器經(jīng)過(guò)電荷放大器獲取。裝置工作流程：1)DSP的A/D模塊采集熱工參數；2)DSP的A/D模塊結合其時(shí)鐘管理器參考油壓觸發(fā)信號以定頻率采集瞬時(shí)轉速；3)由DSP對瞬時(shí)轉速進(jìn)行處理，結合輔助熱工參數由DSP內部專(zhuān)家系統進(jìn)行診斷分析，得出柴油機是否有故障。如有故障，則專(zhuān)家系統列出所有可能故障，分析其原因，確定處理方案；4)通過(guò)DSP的CAN模塊，將故障數據，以及專(zhuān)家系統分析出的方案上傳給上位微機，做數據保存及日后分析。DSP外擴了SRAM，使得DSP對大量的實(shí)時(shí)數據處理及短時(shí)間在片保存的實(shí)現成為可能。

圖2 監測裝置硬件原理框圖
3 程序設計

監測裝置的程序設計可分為4 部分：1)熱工參數采集；2)瞬時(shí)轉速提??；3)專(zhuān)家系統分析；4)實(shí)驗數據上傳。其各部分實(shí)現方法為：

1)將信號調理到A/D轉換模塊合適的幅值范圍，利用DSP的A/D轉換模塊可實(shí)現對熱工參數的采集。

2)利用DSP的A/D轉換結合定時(shí)器功能，實(shí)現以一定頻率采集柴油機瞬時(shí)轉速信號。過(guò)程為：(1)設置全局通用定時(shí)器控制寄存器GPTCONA 的位8或7通用定時(shí)器；(2)啟動(dòng)模數轉換事件(T1TOADC)由周期中斷標志來(lái)啟動(dòng)模數轉換；(3)設置定時(shí)器的周期寄存器。具體大小應通過(guò)DSP的外部時(shí)鐘源及內部鎖相環(huán)的值而定；(4)設置定時(shí)器控制寄存器，確定記數模式為連續增，調整輸入時(shí)鐘的欲定標系數以及時(shí)鐘源(本系統采用的是內部CPU時(shí)鐘)；(5)清零記數器，屏蔽事件管理器中斷；(6)復位ADC模塊，設置轉換通道個(gè)數及排序器順序，禁止ADC轉換結束中斷。