基于RBF神经网络的电喷天然气发动机空燃比控制

电喷天然气发动机空燃比在工况突变时会剧烈波动,为提高控制精度,使用RBF神经网络和前馈PID控制算法相结合,由当前工况决定燃料基本喷射量,再由RBF神经网络预测的空燃比信号传递给PID控制器进行反馈调节。此外利用Matlab/Simulink软件进行仿真,建立了电喷天然气发动机空燃比仿真模型。仿真结果表明,该控制方法在节气门及发动机转速突变的情况下,过渡时间较PID算法明显减小,控制精度亦有提高。     

基于模型的发动机空燃比控制策略研究与仿真

空燃比的精确控制是现代车用汽油机控制最为关键的技术。发动机平均值模型由于其模型简单、计算时间短、使用方便,且能满足控制设计的要求而被广泛应用。基于模型的空燃比控制技术是当前国内外研究的热点。在建立某型汽油发动机空燃比平均值数学模型的基础上设计了稳态工况下模糊自适应PID控制器,并与传统的PID控制器空燃比控制效果进行了对比。设计了瞬态工况下燃油前馈补偿控制器并进行仿真。仿真结果表明在稳态工况下模糊自适应PID控制策略不仅能够满足实际控制需要,而且比传统的PID控制策略控制效果更好。前馈补偿控制策略能满足瞬态工况下空燃比的控制要求。     

航空活塞式发动机瞬态空燃比控制与实验研究

针对航空活塞式直喷发动机瞬态空燃比难以精确控制、动态超调大等问题,采用PID神经网络控制策略对发动机瞬态工况空燃比进行控制.PID神经网络用于瞬态空燃比控制具有易于实现、较强自适应能力等优点.该策略包含前馈控制和反馈控制,并由前馈控制确定基本喷油量,PID神经网络作为反馈控制,实现瞬态工况的燃油补偿.在一台航空活塞式单缸机上进行了发动机瞬态空燃比控制实验,结果表明,瞬态工况下,相比于PID控制,PID神经网络控制下的过量空气系数超调量可以减小25%左右;节气门开度在5%~30%,之间以不同开度变化速率变化时,PID神经网络也能实现良好的控制效果.     

车用汽油机过渡工况空燃比的神经网络控制研究

针对车用汽油机过渡工况空燃比难于精确控制的特点，提出了一种空燃比的神经网络复合控制策略。控制系统通过神经网络控制和常规PI控制实现前馈反馈控制，常规PI控制器利用氧传感器信号实现反馈控制，保证系统的稳定性，且抑制扰动；神经网络控制实现前馈控制，提高控制系统过渡工况时的响应能力。神经网络采用径向基神经网络，其输入为影响汽油机进气量的两个主要因素发动机转速与节气门开度。通过在线学习常规PI控制输出，使系统的总控制输出由神经网络产生，系统具有较高的自适应功能，有效避免目前过渡工况空燃比控制需进行大量标定的不足。仿真结果表明该控制方法是有效的。     

基于神经网络的预测算法在CNG发动机空燃比控制中的应用研究

针对天然气发动机本身的非线性特点和空燃比传输延迟的特性,提出了一种基于神经网络预测的空燃比控制策略,利用Matlab/Simulink建立控制器的算法模型,以dSPACE公司的MicoAutoBox为算法实施平台,在NQ150N型天然气发动机上进行了实验测试,实验结果表明,与普通PID控制算法相比,基于神经网络预测的控制算法稳态性能优良,能明显改善过度工况空燃比的控制效果.     

基于dSPACE的模糊PID算法在CNG发动机空燃比控制中的应用

发动机工作过程具有复杂的不确定性、时变性和非线性且空燃比的传输存在着迟延,尤其在瞬态工况下波动剧烈,为提高空燃比的控制精度以及经济性和排放性,利用MATLAB/Simulink软件建立空燃比模糊PID控制算法,算法平台为d SPACE公司的Micro Auto Box,在NQ150N天然气发动机上进行了测试试验,试验结果分析表明,与经典PID算法相比,模糊PID控制算法在稳态工况下性能良好,在过渡工况下能明显改善空燃比控制效果。     

车用汽油机过渡工况空燃比的神经网络多步预测控制策略

车用汽油机空燃比存在传输延迟,直接用于反馈控制影响空燃比的控制精度.为此,提出了一种基于神经网络的空燃比多步预测控制策略,首先建立了基于BP神经网络的空燃比多步预测模型,利用空燃比预测模型预报空燃比的未来值,利用预测值与期望值的误差及误差变化率,采用模糊控制器对空燃比实施多步预测控制.对HL495发动机两种典型过渡工况实验数据进行仿真,结果表明,该方法能将过渡工况空燃比控制在理论空燃比的±3%以内.     

基于模型汽油发动机的空燃比控制器仿真研究

针对四缸四冲程汽油发动机，建立了合理的发动机数学模型，并对模型发动机进行仿真标定实验，获得喷油MAP图。根据发动机运行特点及控制要求，在均值模型的基础上，建立了稳态部分负荷、瞬态、怠速三种主要运行工况下的控制器模型。并给出了以上模型在Matlab／Simulink环境下的结构框图和综合仿真过程。仿真结果表明：控制器能够判断不同工况，并自动切换到相应的控制模块，使空燃比达到预期要求，具有良好的控制性能，控制策略与控制算法可行，为电控系统的进一步研究奠定基础。     

汽油机进气动态特性建模与仿真研究

从汽油机实际工作过程出发,运用平均值建模方法构建了汽油机进气管内空气动态特性模型,并基于稳态试验数据对模型待定参数进行了辨识。通过引入转速修正项对模型结构进行了修正,特别是对节气门处空气质量流量的饱和非线性特性进行了补偿,解决了原节气门处空气质量流量子模型在较大节气门开度下误差较大的问题。台架试验和计算机仿真对比结果显示,在稳态工况下,进气压力模型仿真与实测值的最大相对误差不超过±2%,在节气门阶跃的瞬态工况下,最大误差不超过±3%。相关模型可直接用于基于模型的进气口空气流量预测、空燃比控制器设计,也可作为汽油机模型的一部分,为空燃比控制策略软硬件在环仿真提供条件。     

电喷汽油机过渡工况进气流速的灰色GM(1,1)预测研究

进气流量的精确测量是车用汽油机空燃比精确控制的基础,发动机工作在过渡工况时,因进气状态变化,空气流量传感器的滞后响应影响了过渡工况空燃比的控制精度.本文提出了一种基于灰色理论的过渡工况进气流速的预测方法,以空气流量传感器测试的历史数据建立进气流速的灰色预测模型,并根据新测试的结果对模型进行修正,对车用汽油机加减速工况试验数据进行仿真,结果表明该方法能准确地预测过渡工况的进气流速.     

天然气发动机怠速控制策略的研究

为了提高自然吸气式多点喷射单燃料压缩天然气(CNG)发动机怠速工况时转速和空燃比综合控制的稳态和动态效果,设计了一种怠速模糊控制策略,介绍了控制算法的设计过程.利用Matlab/Simulink建立了整个怠速系统仿真模型,并进行控制算法的开发和测试,仿真结果证明,该仿真模型能够正确反映出发动机转速和空燃比的各种变化过程,控制算法具有较好的控制效果.最后发动机台架试验表明,该控制策略使怠速稳态、脱离和进入怠速的瞬态工况下的转速和空燃比都得到了精确的控制,提高了怠速品质,对发动机参数的变化具有一定的鲁棒性.     

煤层气发动机空燃比控制方法与策略的研究

本文研究了煤层气发动机不同工况下空燃比控制方法与控制策略,针对发动机不同工况分别在ECU中采用了开环控制方案和基于氧传感器的PID闭环控制方案;特别针对发动机的进气系统特点提出了双阀控制策略,并采用了比值控制方法。实验表明,空燃比控制方案改善了发动机内的燃烧状况,符合不同工况下的空燃比控制要求。     

基于在线聚类算法的发动机空燃比自适应模糊模型

为了描述煤层气发动机强烈的非线性和解决动态工况下空燃比控制的延迟问题,采用在线聚类算法建立了排气空燃比自适应模糊模型。通过在线聚类算法更新T-S模糊模型结构,基于递推加权最小二乘（WRLS）算法辨识结论参数,结合加权平均算法预测空燃比。动态工况下的实验验证表明,空燃比自适应模糊模型能够补偿延迟,精确捕获空燃比的瞬态偏移。     

蚁群初始化小波网络的汽油机油膜参数辨识研究

建立瞬态工况小波网络发动机油膜模型,利用蚁群算法对小波网络参数进行初始化寻优,将其作为小波网络参数初始值,以提高小波网络的训练速度和误差精度,并基于该网络模型测试了发动机空燃比瞬态过程,然后利用瞬态工况试验数据进行了仿真,并与台架试验实际数据进行对比。结果表明,基于蚁群算法初始化小波网络模型能有效地辨识发动机瞬态工况油膜参数,高精度地逼近空燃比瞬态过程,不仅具有较强的泛化能力,而且大大缩短了训练时间。蚁群初始化小波网络适用于油膜参数辨识,本研究为发动机瞬态工况空燃比的精确控制奠定了基础。     

电喷摩托车发动机过渡工况测试台架的开发

为制定电控燃油喷射摩托车过渡工况控制策略，开发了一种以电子节气门控制器为核心的摩托车发动机过渡工况测试台架，实现了对节气门位置和动作速度的控制，结合宽域空燃比传感器的使用，可以精确定量地试验研究发动机过渡工况的空燃比特性，并可对测试结果实现自动采集和管理。     

基于线性神经网络的煤层气发动机空燃比动态建模

针对预混合双阀控制的煤层气发动机,利用引入动态环节的递归线性神经网络,基于台架实验所获得的数据建立煤层气发动机空燃比动态过程的输入/输出模型.以均方差为评价指标确定模型输入、输出的阶次,用非建模数据对训练后的模型进行验证.结果表明,模型准确复现了不同工况下空气和燃气质量流量与排气空燃比的动态特性.     

汽油机过渡工况空燃比信息融合控制研究

简要介绍了信息融合技术,根据汽油机过渡工况空燃比控制的要求与特点,探讨了基于信息融合的空燃比控制系统的基本层次结构.将信息融合的层次与空燃比控制的功能相对应,提出了汽油机过渡工况空燃比控制的信息融合模型,进而对汽油机空燃比系统中信息融合在不同层次上的实现方法进行了讨论.     

基于模糊PID的电喷天然气发动机空燃比控制策略研究

基于模糊PID对一台增压中冷天然气发动机进行空燃比闭环控制,对模糊控制器的隶属度函数及模糊控制规则等技术因素作了深入研究。采用自行开发的基于MC9S12DG128单片机的发动机电控系统,在NQ150N型天然气发动机上验证了控制策略的效果,其过量空气系数在暖机过程能稳定在0.99～1.01之间;在不同节气门位置过量空气系数均可以稳定在1.00±0.01,且抗扰动性强;在不同节气门位置及不同节气门变化量的瞬态工况,过量空气系数均能在1.8s内回到1附近。     

基于模型的怠速空燃比PID控制策略的研究

本文借助于车载动态实验数据,采用系统辨识的方法建立喷气脉宽与空燃比之间的动态模型.在此基础上应用位置式和增量式两种PID控制策略进行反馈控制.仿真结果表明,尽管位置式PID反馈控制输出很快收敛到设定理论空燃比,并维持在理论空燃比,但考虑到其每次输出均与过去的状态有关,并对空燃比偏差进行累加,在实际使用时有可能引发重大事故;而离散增量式PID控制算法不但对控制目标的调节时间短,而且对扰动具有更好的鲁棒性,控制精度较高.     

基于模型汽油发动机的空燃比控制器仿真研究

针对四缸四冲程汽油发动机,建立了合理的发动机数学模型,并对模型发动机进行仿真标定实验,获得喷油MAP图。根据发动机运行特点及控制要求,在均值模型的基础上,建立了稳态部分负荷、瞬态、怠速三种主要运行工况下的控制器模型。并给出了以上模型在Mat-lab/Simulink环境下的结构框图和综合仿真过程。仿真结果表明:控制器能够判断不同工况,并自动切换到相应的控制模块,使空燃比达到预期要求,具有良好的控制性能,控制策略与控制算法可行,为电控系统的进一步研究奠定基础。