由于内燃机冲程涉及压缩和膨胀过程,因此带来相应的波动。内燃机产生的扭矩具有非常高的动态性。这些紊乱是系统性的,会影响测量结果。
CASMA 滤波消除了曲轴转动产生的周期性干扰。其使用的是移动平均值。此滤波不是时间同步的,其和曲轴转动同步,因此不依赖于转速。
滤波计算周期和转速成正比。当停止旋转时,滤波将停止运行。
PMX CASMA 滤波
本文描述了如何使用一个特殊滤波来对噪声扭矩信号进行平均。
CASMA 滤波 (曲轴转角采样移动平均线) 和时间无关并且是角度同步的,这样可以对转速变化进行自动响应。PMX 为此提供了专门的计算通道。以下是一个安装在 5缸发动机上 T40B 扭矩传感器 使用 CASMA 滤波的案例。
由于内燃机冲程涉及压缩和膨胀过程,因此带来相应的波动。内燃机产生的扭矩具有非常高的动态性。这些紊乱是系统性的,会影响测量结果。
CASMA 滤波消除了曲轴转动产生的周期性干扰。其使用的是移动平均值。此滤波不是时间同步的,其和曲轴转动同步,因此不依赖于转速。
滤波计算周期和转速成正比。当停止旋转时,滤波将停止运行。
在分析类别下,创建一个计算通道 “旋转同步滤波”.
窗口宽度可以轻松地通过对转角的周期性扰动来测定 (见截图)。在案例中,每 720° 产生周期性扰动。
理论值获得: 最高转速 = 分辨率 * 整体更新率 / 6.
实际上,您使用的值大约只有理论最高转速的 10 到 20% 。
分辨率 | 整体更新率为 19,200 Hz 时,理论最高转速 | 整体更新率为 38,400 Hz 时,理论最高转速 |
1° | 3200 rpm | 6400 rpm |
2° | 6400 rpm | 12,800 rpm |
4° | 12,800 rpm | 25,600 rpm |
6° | 19,200 rpm | 38,400 rpm |
8° | 25,600 rpm | 51,200 rpm |
以下转速倍数被窗口宽度限制:
窗口宽度 | 倍数 |
90° | 4, 8, 12, … |
120° | 3, 6, 9, … |
180° | 2, 4, 6, … |
360° | 1, 2, 3, … |
720° | 0, 5, 1, 1, 5, … |
注意: 如果源信号无效,输出信号也将无效.
未过滤信号 (红), 采用 CASMA 过滤的扭矩信号(绿).
可以清楚地看出 CASMA 滤波器在发动机扭矩转角测量中,有极为优异的稳定性。滤波窗口越大,结果越优异。
在这个简单案例中, PMX 用于功率P[W], 转速 n [1/s] 和加速度[1/s²] 分析, 包括扭矩 M [Nm] 和相应的 CASMA 滤波。 计算通道如下面截图所示。信号在 catman 中显示。
功率:
角速度:
转角加速度:
重要: 对于所有的转速计算 n 必须从每分钟转速转换到没秒转速,也就是除以 60。
请参考以下采用 catman 显示的截图。括号中的颜色是指曲线的颜色. 信号包括以下通道:
扭矩 M (红色):
CASMA 滤波 (绿色):
功率 P (黄色):
转速 n (橙色):
转角加速度 (蓝色):
以上案例仅用于演示。