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摘 要

在分析国内外柴油机调速系统发展现状的基础上,将先进的嵌入式系统添加到柴油机调速技术中。柴油机控制系统的设计主要包括硬件选用、软件功能设计两部分。

首先，本文介绍了柴油机的发动机的构造和工作原理。并且介绍了柴油机调速系统的发展历程和国内对柴油机调速系统的研究现状。

然后，讲述柴油机控制系统的硬件设计。介绍了整个设计方案的设计要求和硬件设计方案，以及嵌入式微处理器的种类以及ARM处理器的特点等.通过分析,控制芯片选用型号为ALIENTEK MimSTM32的ARM开发板,它釆用STM32F103为微处理器,并采用专业稳定的CPU内核电源芯片和复位芯片来保证系统运行时的稳定性。控制端选用一般的PC机。

最后,软件功能设计主要包括IAR EWRAM，PID控制算法，配置STM32开发环境和软件抗干扰措施。软件编写是用C 语言来实现。

关键词:柴油机,发动机,ARM,IAR EWRAM,直流电机,调速

ENGINE CONTROL SYSTEM DESIGN(BASED ON ARM)

ABSTRACT

On the basis of analyzing the current development of the diesel engine speed control system at home and abroad, we will add advanced embedded systems to engine speed control technology.Engine control system design mainly includes hardware selection, software features design in two parts.

First, this paper introduces the structure and working principle of diesel engine. And the text introduces the history of domestic research status and development of the diesel engine speed control system of diesel engine speed control system.

Then, the text introduce the hardware design of the diesel engine control systemand the design requirements and hardware design throughout the design, as well as the type and characteristics of embedded microprocessor ARM processors, etc. Through analysis, we select control chip model ALIENTEK MimSTM32 ARM development board, which preclude the use of a microprocessor STM32F103 and a professional stable CPU core power chip and reset chip to ensure the stability of the system is running. Control terminal using common PC.

Finally, the software functional design includes IAR EWRAM, PID control algorithm, the configuration STM32 development environment and software anti-jamming measures. Software is written in C language.

KEY WORDS:Diesel engine; ARM; Embedded Linux; DC; Speed control

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2国内外柴油机调速技术研究现状和发展 2

1.3 嵌入式系统 3

1.4 课题主要研究内容 5

第二章 柴油机工作原理及概述 6

2.1定义 6

2.2柴油机发动机的构成 6

2.3 柴油机工作原理 10

2.4柴油发动机调速 11

2.4.1 柴油发动机的发展历程 11

2.4.2 调速系统控制策略 12

第三章 柴油机控制系统的硬件设计 14

3.1总体要求 14

3.2 硬件设计方案 14

3.3 嵌入式系统 16

3.3.1嵌入式系统的含义及分类 16

3.3.2嵌入式系统的发展历程 17

3.3.3嵌入式系统的体系结构 18

3.3.4嵌入式系统开发流程 19

3.4嵌入式微处理器 20

3.4.1 ARM处理器 21

3.4.2 MINI STM32处理器 21

第四章 柴油机控制系统的软件设计 23

4.1 IAR EWRAM 23

4.2 STM32 开发环境 23

4.2.1生成一个新项目 23

4.2.2 创建新的工作空间  24

4.2.3创建新项目 25

4.2.4 修改参数 25

4.3 PID控制算法 27

4.4软件抗干扰措施 28

第五章 总结与展望 30

5.1总结 30

5.2展望 30

参考文献 31

附录 33

致谢 38

第一章 绪论

1.1课题研究背景

柴油机具有热效率高、经济性好、容易起动等优点。被广泛用做各类船舶等主推进动力装置和各种辅助动力机械。我国目前各型民用船舶、中小型舰艇和常规潜艇等仍使用柴油机作为最常用的动力装置形式。

柴油机用作推进主机时，为了满足机动操作的要求，应当具有启动、熄火、定速、超速、限速、超负荷、限制负荷、前进和后退能。因此，船用柴油机必须设置启动、换向(用作推进主机)、安全保护装置和调速等装置，并将这些装置组成一个统一整体，以便于操作人员操纵和控制，这就是柴油机的操纵系统。轮机自动化是指船舶机舱动力装置及设备系统的控制、监测和管理自动化。在以柴油机为动力装置的船舶上，柴油机和支持柴油机工作的各种辅助机械设备，是最重要机舱设备，因此柴油机操作系统实现自动控制是轮机自动化的一个重要组成部分。如果柴油机操作系统实现了自动控制功能，将它们组成一个自动控制系统，这就是柴油机自动控制系统。

调速器是柴油机自动调节系统的重要部件,它根据柴油机负载的变化自动调节柴油机的供油量,使柴油机的转速保持稳定,从而保证柴油机具有良好的工作性能。采用电子调速器代替机械式调速器的方法,既能提高柴油机的各项性能,又不至于大幅度提高成本。

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