基于虚拟仪器的主减速器噪声检测技术与系统
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摘要
噪声是衡量汽车特别是轿车品质的一个重要指标，降低汽车总体噪声最为直接的方法就是降低汽车零部件的噪声。作为汽车传动系中比较重要零部件，主减速器质量水平对汽车的整体质量有着显著的影响。
对主减速器噪声的检测不但有利于降低汽车的总体噪声，这对企业降低生产成本也是大有好处的。检测有利于在主减速器装配之前发现其存在的质量问题，如噪声超标等，这样就可以把问题解决在装配之前。如果汽车总体已装配完毕，这时才发现主减速器存在质量问题，其时间和成本的浪费是可想而知的。
本文依托实际的工程项目，开展了基于虚拟仪器的汽车主减速器噪声检测技术与系统的研究工作。
在第一章序论部分，介绍了论文所研究课题的选题背景、课题研究的意义，以及说明作者在课题的研究过程中所做的工作。
第二章是噪声检测基础部分。本章首先介绍声波和声场的基本知识，然后说明噪声的物理量度和主观评价。所谓物理量度是指噪声的物理特性，如频率、幅值等，而主观评价是人们对噪声的主观感觉，它与噪声的物理量度有所关联也有所不同。本章还介绍了噪声测量传感器与仪器以及有关减速器测量的国家标准。
第三章阐述系统的总体设计过程。从噪声检测系统的整体功能开始，运用功能结构分析法，逐步地对系统进行功能分解，最后求得系统的实现。
第四章是电气系统的详细设计。为了方便讨论，作者把电气系统分成了四个子系统：数据采集子系统、主传动子系统、动作控制子系统和加载控制子系统。本章分别对这四个子系统的设计过程进行了详细叙述。
第五章简要分析了主减速器噪声产生的原因，然后对各种信号处理方法进行了简要的叙述。
第六章是总结和展望部分，是对本论文所研究内容的一个总结，也对噪声检测领域进行了力所能及的展望。
Noise is one of the most important parameters of automobiles, especially refer to sedans. The direct way to lower automobiles' noise is to reduce its parts'. However, as an important part of automobile's chassis, final drive's character has crucial effect on the whole product.
Noise detection of final drive contributes not only to the reduction of automobile's noise, but also to the reduction of production costs. The detection is very useful to discover the problems of the part and solve them before assembly. You can image how waste of time and cost if the problems of the final drive appear just after the whole automobile has been assembled.
Based on a practical project, this thesis analyzes the holistic design process of the final drive noise detection system, and then specifies the details of the electronic and virtual instrument system design.
Chapter one is the introduction of the thesis. It includes the background and significance of the project, and what had I done during the process.
Chapter two is about the foundational knowledge of noise detection. This chapter introduces sound wave and sound field at first, followed by the physical characters and subjective evaluation factors of noise. Physical characters of noise include its frequency, amplitude, etc. The subjective evaluation factors of noise refer to human's subjective feeling of specified noise. However, there do have relations between the physical characters and subjective evaluation factors, but the difference is even much more. This chapter also introduces noise sensors, related instruments, and standards of noise detection issued by our P.R.C. government.
The third chapter is the holistic design of the noise detection system. With the method of function analysis, the complicated system can be decomposed into partial functions which can be directly realized.
Chapter four is the detailed design of the system. The system is divided into four parts in order to simplify discussion. The four parts are: DAQ sub-system, main towage sub-system, motion control sub-system and load sub-system. This chapter is the detailed design of the four sub-systems.
The fifth chapter analyzes the reasons of final drive noise, and introduces some useful signal process methods.
Chapter six is the conclusion part of the thesis and also introduces the
对主减速器噪声的检测不但有利于降低汽车的总体噪声，这对企业降低生产成本也是大有好处的。检测有利于在主减速器装配之前发现其存在的质量问题，如噪声超标等，这样就可以把问题解决在装配之前。如果汽车总体已装配完毕，这时才发现主减速器存在质量问题，其时间和成本的浪费是可想而知的。
本文依托实际的工程项目，开展了基于虚拟仪器的汽车主减速器噪声检测技术与系统的研究工作。
在第一章序论部分，介绍了论文所研究课题的选题背景、课题研究的意义，以及说明作者在课题的研究过程中所做的工作。
第二章是噪声检测基础部分。本章首先介绍声波和声场的基本知识，然后说明噪声的物理量度和主观评价。所谓物理量度是指噪声的物理特性，如频率、幅值等，而主观评价是人们对噪声的主观感觉，它与噪声的物理量度有所关联也有所不同。本章还介绍了噪声测量传感器与仪器以及有关减速器测量的国家标准。
第三章阐述系统的总体设计过程。从噪声检测系统的整体功能开始，运用功能结构分析法，逐步地对系统进行功能分解，最后求得系统的实现。
第四章是电气系统的详细设计。为了方便讨论，作者把电气系统分成了四个子系统：数据采集子系统、主传动子系统、动作控制子系统和加载控制子系统。本章分别对这四个子系统的设计过程进行了详细叙述。
第五章简要分析了主减速器噪声产生的原因，然后对各种信号处理方法进行了简要的叙述。
第六章是总结和展望部分，是对本论文所研究内容的一个总结，也对噪声检测领域进行了力所能及的展望。
Noise is one of the most important parameters of automobiles, especially refer to sedans. The direct way to lower automobiles' noise is to reduce its parts'. However, as an important part of automobile's chassis, final drive's character has crucial effect on the whole product.
Noise detection of final drive contributes not only to the reduction of automobile's noise, but also to the reduction of production costs. The detection is very useful to discover the problems of the part and solve them before assembly. You can image how waste of time and cost if the problems of the final drive appear just after the whole automobile has been assembled.
Based on a practical project, this thesis analyzes the holistic design process of the final drive noise detection system, and then specifies the details of the electronic and virtual instrument system design.
Chapter one is the introduction of the thesis. It includes the background and significance of the project, and what had I done during the process.
Chapter two is about the foundational knowledge of noise detection. This chapter introduces sound wave and sound field at first, followed by the physical characters and subjective evaluation factors of noise. Physical characters of noise include its frequency, amplitude, etc. The subjective evaluation factors of noise refer to human's subjective feeling of specified noise. However, there do have relations between the physical characters and subjective evaluation factors, but the difference is even much more. This chapter also introduces noise sensors, related instruments, and standards of noise detection issued by our P.R.C. government.
The third chapter is the holistic design of the noise detection system. With the method of function analysis, the complicated system can be decomposed into partial functions which can be directly realized.
Chapter four is the detailed design of the system. The system is divided into four parts in order to simplify discussion. The four parts are: DAQ sub-system, main towage sub-system, motion control sub-system and load sub-system. This chapter is the detailed design of the four sub-systems.
The fifth chapter analyzes the reasons of final drive noise, and introduces some useful signal process methods.
Chapter six is the conclusion part of the thesis and also introduces the
引文
[01] 李耀中．噪声控制技术[M]．北京：化学工业出版社．2001．
[02] 邵如椿、黄镇昌．机械噪声及其控制[M]．广州：华南理工大学出版社．1994．
[03] 张铁柱、霍炜．汽车原理教程[M]．北京：国防工业出版社．2003．
[04] 高品贤．振动、冲击及噪声测试技术．成都：西南交通大学出版社．1992．
[05] 沈壕．声学测量[M]．北京：科学出版社．1986．
[06] QC／T 568—1999汽车机械式变速器台架试验方法[J]．中华人民共和国汽车行业标准．
[07] 郭之璜．机械工程中的噪声测试与控制[M]．北京：机械工业出版社．1993．
[08] 三菱变频调速器FR—A500使用手册[M]．三菱电机株式会社．IB(NA)66851—E(0212)．
[09] MITSUBISHI PROGTAMMABLE CONTROLLERS User' s manual. FX Communication (RS232C, RS485)[M]. Mitsubishi Electric Corporation. Mar. 2000.
[10] 刘灿军．实用传感器[M]．北京：国防工业出版社．2004．
[11] 何渝生．汽车噪声控制[M]．北京机械工业出版社．1995．
[12] [澳]M．P．诺顿．工程噪声和振动分析基础[M]．盛元生、顾伟豪、韩建民等译．北京：航空工业出版社．1993．
[13] 蒋孝煜、连小珉．声强技术及其在汽车工业中的应用[M]．北京：清华大学出版社．2001．
[14] 黄长艺、严普强．机械工程测试技术基础[M]．北京：机械工业出版社．2002．
[15] 勒晓雄、张立军．汽车噪声的预测与控制[M]．上海：同济大学出版社．2004．
[16] 陶擎天、赵其昌、沙家正．音频声学测量[M]．北京：中国计量出版社．1986．
[17] 张君安．机电一体化系统设计[M]．北京：兵器工业出版社．1997．
[18] [苏]B．H．鲁卡宁、B．H．古道车夫、H．φ．包卡洛夫．汽车噪声控制[M]．汪辅仁、乔五之译．北京：机械工业出版社．1991．
[19] 周浩敏、王睿．测试信号处理技术[M]．北京：北京航空航天大学出版社．2004．
[20] 王永德．随机信号分析基础．成都：四川大学出版社．1993．
[21] Charles E. Wilson. Noise Control: Measurement, Analysis, and Control of Sound and Vibration[M]. New York: Harper & Row. 1989.
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[24] 张建寿、谢咏絮．机械和液压噪声及其控制[M]．上海：上海科学出版社．1987．
[25] 程佩青．数字信号处理[M]．北京：清华大学出版社．2001．
[26] 邵军．基于虚拟仪器的摩擦噪声测试系统研究[D]．成都：西南交通大学．2002．
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[28] 应怀樵．虚拟仪器与计算机采集测试分析仪器的发展和展望[J]．测控技术．2000 Vol．19 No．08．
[29] 李保庆．汽车驱动桥振动噪声检测系统[D]．合肥：中国科学技术大学．2003．
[30] 蒋瑞艳．振动、噪声信号处理系统[D]．大连：大连理工大学．2003．
[31] 卢文祥、杜润生．机械工程测试·信息·信号分析[M]．武汉：华中科技大学出版社．1999．
[32] 吴培林、马飞、徐名毅、孙卿．基于虚拟仪器技术的发动机噪声测试系统[J]．测试技术学报．2004 Vol．18 No．01．
[33] 张绍栋、孙家麒．声级计的原理和应用[M]．北京：中国计量出版社．1986．
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[38] 王永华．现代电气及可编程控制技术[M]．北京：北京航空航天大学出版社．2002．
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[40] 谢志萍、程学庆、高品贤．基于LabVIEW的摩擦噪声测试系统[J]．仪表技术与传感器．2004 No．11．
[41] 周明衡．离合器、制动器选用手册[M]．北京：化学工业出版社．2003．
[42] 梁杰、孙巍、惠玥．虚拟式噪声测试分析系统的研制[J]．实验技术与管理．2004 Vol．21 No．2．
[43] 陈立定．电气控制与可编程序控制器的原理与应用[M]．北京：机械工业出版社．2004．
[44] 应怀樵．虚拟仪器的过去、现在和将来[J]．中国信息导报．2003 No．11．
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[47] 林瑞仲，朱善安等．基于PC机的数字式轴承振动噪声检测系统[J]．机电工程．2001．5．
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[49] 陈焕江．汽车检测与诊断[M]．北京：机械工业出版社．2002．
[50] 刘君华．现代检测技术与测试系统设计[M]．西安：西安交通大学出版社．1999．
[51] 潘宏侠、姚竹亭．齿轮传动系统状态检测与故障诊断[J]．华北工学院学报．2001．4．
[52] 常健生．检测与转换技术[M]．北京：机械工业出版社．2003．
[53] 杨劲松、张涛．计算机工业控制[M]．北京：中国电力出版社．2003．
[54] 雷霖编．微机自动检测与系统设计[M]．北京：电子工业出版社．2003．
[55] 陈克兴．设备状态监测与故障诊断技术[M]．北京：科学技术文献出版社．1990．
[02] 邵如椿、黄镇昌．机械噪声及其控制[M]．广州：华南理工大学出版社．1994．
[03] 张铁柱、霍炜．汽车原理教程[M]．北京：国防工业出版社．2003．
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