天然气作为一种清洁高效的替代燃料具有良好的发展前景,能有效缓解石油短缺和环境污染等世界性难题。在船舶动力领域,天然气发动机作为推进动力主机运用越来越广泛。为了追求更高的经济性,船舶发动机制造公司不断提高压缩比并采用稀薄燃烧技术,却使得爆震发生概率大幅升高。强烈爆震会恶化发动机缸内燃烧环境,损坏重要零部件,缩短发动机寿命。而研究表明在轻微爆震下发动机的动力性和经济性均有所提升,因此准确地找到爆震边缘并将发动机控制在轻微爆震下工作成为了研究重点。本文针对船用柴油机改装的电控多点喷射天然气发动机,建立了基于测机体振动法的爆震信号检测系统,运用短时傅里叶变换和离散小波变换对采集到的振动信号处理分析,找到了爆震临界点并提取出了爆震特征频率。针对该特征频率作为爆震硬件处理芯片HIP9011带通滤波频率输入,基于HIP9011输出积分电压选取了合理的爆震判定指标和爆震强度判定指标,完成了基于芯片积分电压实时反馈、点火提前角和节气门开度实时调节的闭环爆震控制系统软硬件设计工作。爆震特征提取试验表明,短时傅里叶变换和离散小波变换均能提取出爆震发生时刻,而短时傅里叶变换能获取所需要的爆震特征频率2.5kHz,离散小波变换能有效提取到爆震强度信息。在爆震控制试验中,通过计算爆震临界点100个循环内积分电压幅值平均值确定了爆震判定阈值Vp为0.69,同时在爆震情况下,确定出了不同爆震强度的积分电压幅值范围。在爆震实时闭环控制试验中,在当前循环出现爆震后,通过实时闭环爆震控制,下一个循环控制在了轻微爆震或非爆震工况,在之后的循环中均保持在轻微爆震工况,达到了控制爆震的目的。