热膜式空气质量流量传感器动态非线性建模

热膜式空气质量流量传感器响应速度较快,测量范围宽,可靠性高,广泛应用于发动机空燃比的测量。但是,这种传感器的动态非线性问题影响了进气量测量的精度。采用基于多幅值阶跃信号的Hammerstein模型和两步辨识方法描述了传感器的特性。通过动态标定实验,得到不同幅值的阶跃输入、输出数据。根据幅值,用最小二乘拟合方法确定非线性系数,由输入数据和非线性系数得到静态非线性环节的输出。根据输出数据,运用线性自回归方法得到动态线性环节的传递函数。这样就建立起块联形式的动态非线性模型,有利于传感器动态非线性的校正。建模结果表明,动态非线性模型比线性模型可更准确地描述传感器的特性。     

基于CIS的数字式求积仪设计

为了快速、准确地测量闭合图形的面积,设计了由接触式图像传感器(CIS)、步进电机、扫描平台和MC9S12XS128微控制器系统组成的数字式求积仪。通过步进电机使图像传感器沿导杆匀速水平运动,扫描玻璃平板上白纸上的图形。单片机采集图像信号并进行点阵识别,根据捕捉到的两点之间的时间间隔和图像传感器移动速度,通过数值积分求出图形面积,并在液晶显示器上显示。实验结果表明,完成一幅图形的测量只需12 s,横向和纵向分辨率分别为600 dpi和254 dpi,完全满足实验教学的要求。     

基于嵌入式实时操作系统的发动机电控润滑油系统

减少非正常润滑油消耗对于节能和降低发动机排放具有重要的意义,改进润滑系统是降低润滑油消耗量的关键环节。本文基于可控润滑油系统的设计概念,利用网络分析法得到的润滑系统特性,构建了电控润滑油系统的硬件电路,设计了基于嵌入式实时操作系统的软件。利用单片机实现对测量数据的处理、工作状态的自动识别、温度偏差的动态补偿和人工修正,使润滑油流量可以根据不同的要求灵活地控制。     

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.     

宽带型废气氧传感器阶跃响应实验与动态线性建模

为了建立宽带型废气氧传感器的动态模型,得到准确的时域性能指标,设计了基于发动机台架的易于实现的宽带型氧传感器阶跃响应实验方案,并进行了多种排气温度、多输入幅值工况下的动态实验.通过实验数据分析与处理,得到辨识模型所需的输入和输出数据.基于预测误差的方法,建立了宽带型废气氧传感器动态模型,并将各种工况代入模型中验证其普适性.     

煤层气发动机线性歧管压力观测器的研究

针对预混合双阀控制系统的煤层气发动机,利用稳态和动态实验数据辨识了进气歧管压力平均值模型的参数.依据Luenberger的状态观测器理论,通过极点配置确定合适的反馈增益矩阵,构建了歧管压力闭环观测器.采用节气门阶跃变化的实验数据,对观测器的观测效果进行了检验.结果表明,歧管压力观测器具有良好的预测和噪声抑制能力.对于系统动态非线性的影响,有必要采用非线性观测补偿器来改善观测器的鲁棒性.     

微机控制煤层气发动机点火系统的设计

由于传统点火系统存在的一些缺点,使电子点火特别是微机控制的点火系统成为当今发展的趋势,而且基于爆震的控制的微机控制点火系统,并通过开关和闭环相结合的控制策略,设计出适合煤层气发动机的点火系统,并在四缸机上运行良好。     

内燃机活塞环组件摩擦力测试系统的开发

针对浮动缸套装置,构建以拉压传感器、电荷放大器、增量式编码器、采集卡和工控机等组成的活塞环组件摩擦力测试系统的硬件系统,借助LabVIEW语言开发具有状态参数配置、数据样本采集、数据处理、数据存储和数据回放等功能的软件系统。试验结果表明,该系统能够获得发动机工作时缸套-活塞环组件摩擦力与曲轴转角的准确关系,可以为分析不同活塞环组件特性对发动机摩擦损失的影响和设计低摩擦活塞环组件提供所需的数据依据。     

火花点火式变组分煤层气发动机的工作稳定性和排放特性

介绍了火花点火式变组分煤层气发动机的主要设计过程。通过发动机台架试验，在不同点火提前角、不同甲烷浓度和不同压缩比时对该发动机的起动、怠速稳定性和排放特性进行了分析。结果表明，变组分煤层气发动机起动、怠速稳定，带负荷工作可靠。通过控制合适的空燃比，可以适应甲烷浓度大范围变动的煤层气燃烧。未燃HC和CO排放量随负荷、甲烷浓度增加而降低；NOx排放量随负荷、甲烷浓度增加而增加。     

一种热线式MAF传感器分段块联模型辨识

采用静态非线性函数与动态线性环节的块连接模型来描述热线式空气质量流量(MAF)传感器的动态特性,非线性环节用多项式表示,动态线性环节采用OE模型结构.基于静、动态标定实验数据,分别建立了热线式MAF传感器在正、负阶跃激励下各校准点的Hammerstein模型,并利用非建模数据对其进行了相互验证.通过合理选择分段区间,确定出热线式MAF传感器各工作区域的最佳局部动态数学模型.模型检验结果表明:基于Hammerstein模型的分段模型比由任意一组动态数据所建模型具有更高的预测精度.