基于混沌RBF神经网络和PSO-SVM的汽油机点火提前角组合软测量研究
发布时间：2020-09-18 10:42
随着人们对汽车商品的需求日益增大,促使我国汽车行业蓬勃发展,但是与之带来的环境、能源等问题也愈发严重。因此,通过优化汽油机的关键参数提高工作性能的研究是很必要的。点火提前角对发动机的工作性能有很大的影响,点火提前角过大容易造成爆震,动力性变差,点火提前角过小发动机效率会有所降低,油耗增大。传统点火提前角确定主要通过查表插值法,精度相对较低,对于要准确获得各工况的点火提前角只有通过实验标定,但实验标定难以涵盖所有工况。因此,对点火提前角的软研究具有一定的工程价值和理论意义。本文主要针对汽油机点火提前角的软测量展开研究。首先,阐述了点火提前角对发动机工作性能的重要影响,以已知的实验台架标定的点火提前角数据作为样本数据,通过混沌算法对RBF神经网络的最佳网络权值wi和网络最佳节点中心向量ci进行优化,利用优化后的RBF神经网络对点火提前角软测量仿真;另外,选取径向基函数为支持向量机的核函数,利用粒子群算法(PSO)优化支持向量机的惩罚因子C和核函数宽度σ,并以PSO-SVM方法软测量点火提前角;最后,分析出单一软测量方法的优劣,以基于混沌RBF神经网络和PSO-SVM的可变最优加权组合软测量方法对点火提前角软测量仿真,软测量结果与文中各个单一软测量方法的软测量结果进行对比分析。结果表明:本文所提出的基于混沌RBF神经网络和PSO-SVM的组合软测量方法相较于各个单一软测量方法软测量效果更加理想,在汽油机点火提前角软测量方面具有一定的优越性。
【学位单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.64
【部分图文】：
民用轿车保有量１２１８５万辆，其中私人轿车１１４１６万辆，相较于２０１６年年末分逡逑别增长１１．８％、１２．９％、１２．５％、丨２．０％１２】。２０１１－２０１７年度，我国民用汽车保有量及其增逡逑长率如图１．１所示，由图可知，我国汽车保有量巨大、稳步增长。逡逑２．５邋逦邋２５．００％逡逑２．１７逡逑２逦＼．逦１．７２逦＾逦Ｉ逦２000％逡逑＾逦逦■逦■逦■逦Ｉ逡逑—酬丨：逡逑２０１１逦２０１２逦２０１３逦２０１４逦２０１５逦２０１６逦２０１７逡逑■■■汽车保有ｔｔ邋（亿辆）—＿增长率逡逑图１．１邋２０１１－２０１７年度我国民用汽车保有量及其增长率逡逑汽车的诞生极大的便利了世界人民的生活和工作，譬如交通运输更加快捷、创造了逡逑就业机会等等。但不可否认的是，汽车同时也给社会带来了些许不易解决的难题，如巨逡逑大的汽车尾气排放量严重了环境、汽车数量的激增导致交通拥堵、交通事故的频发等逡逑由于传统汽车的燃油消耗的主要是不可再生的化石燃料，而人们对购车排量的要求也来逡逑越高，这将反过来减少石油资源，甚至增加石油枯竭的可能性。此外，汽车消耗的化石逡逑燃料也将产生大景的有害气体，比如二氧化碳、碳氢化合物、氮氢化合物、可吸入颗粒逡逑Ｉ逡逑
如果在当活塞正好到达上止点时火花塞跳火，混合气燃烧开始到完全燃烧爆发能量，逡逑活塞己经向下运动一段距离，此时，点火过迟，缸内压力Ｋ和发动机功率尸均变小，如逡逑图１．２邋（ａ）所示。因此，在压缩冲程之中，火花塞应在活塞到达上止点之前跳火，使缸逡逑内压力Ｆ在１０°邋ＣＡ－１２°邋ＣＡ达到最大值，此时，点火适时，这样混合气完全燃烧所爆逡逑发的能量得到有效的利用，发动机功率Ｐ得到提高，如图１．２邋（ｂ）所示。逡逑ａ逦▲邋ｎ逦本逡逑ｐ逦ｐ邋＼逦ｐ邋ｒ逡逑ｉｌｋ逡逑－邋逦邋？逦？邋＊逦？逦Ｉ．邋Ｌ．．二－＿逡逑Ｖ逦Ｖ逦Ｖ逡逑ａ）点火过迟逦ｂ）点火适时逦ｃ）点火过早逡逑图１．邋２点火时刻对发动机功率的影响逡逑在压缩冲程之中，如果点火时刻过早，在活塞到达压缩上止点之前，可燃混合气己逡逑完全燃烧，缸内压力Ｆ急剧上升到接近峰值，然而，缸内压力Ｋ的作用力与活塞上行方逡逑向相反，活塞上行受阻，此时，示功图出现套环，发动机功率Ｐ将下降，如图１．２（ｂ）逡逑所示。逡逑发动机正常运行时，实际点火提前角分别由基本点火提前角、初始点火提前角和修逡逑正点火提前角组成。在起动工况时，点火提前角都固定在初始点火提前角，不受ＥＣＵ逡逑控制
高度互联的单个处理单元通过广泛相互连接而组成的非线性复杂网络点火提前角与其影响因素，发动机转速《、负荷、空燃比Ａ／Ｆ、节气门度ｒｍ等，而且此类因素都具有随机性、非线性、分散性的特点，建速（转角）和负荷是软测量点火提前角的两个关键参数，本文针对这ＲＢＦ神经网络在解决非线性问题上有着明显的优势，因此本文提出一网络的点火提前角软测量方法。同时，为了提高准确性，采用混沌算网络的最佳网络权值ｗ，和网络最佳节点中心向量ｃ，。逡逑神经网络简介逡逑经网络构成逡逑网络通过采用简单数学模型模拟出了生物的神经网络结构，在指定具可以在一定程度上模拟出生物神经网络的智能特征［２８１。神经网络构成的元，它的结构模型如下图２．１所示：逡逑输入逦神经元逡逑
【学位单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.64
【部分图文】：
民用轿车保有量１２１８５万辆，其中私人轿车１１４１６万辆，相较于２０１６年年末分逡逑别增长１１．８％、１２．９％、１２．５％、丨２．０％１２】。２０１１－２０１７年度，我国民用汽车保有量及其增逡逑长率如图１．１所示，由图可知，我国汽车保有量巨大、稳步增长。逡逑２．５邋逦邋２５．００％逡逑２．１７逡逑２逦＼．逦１．７２逦＾逦Ｉ逦２000％逡逑＾逦逦■逦■逦■逦Ｉ逡逑—酬丨：逡逑２０１１逦２０１２逦２０１３逦２０１４逦２０１５逦２０１６逦２０１７逡逑■■■汽车保有ｔｔ邋（亿辆）—＿增长率逡逑图１．１邋２０１１－２０１７年度我国民用汽车保有量及其增长率逡逑汽车的诞生极大的便利了世界人民的生活和工作，譬如交通运输更加快捷、创造了逡逑就业机会等等。但不可否认的是，汽车同时也给社会带来了些许不易解决的难题，如巨逡逑大的汽车尾气排放量严重了环境、汽车数量的激增导致交通拥堵、交通事故的频发等逡逑由于传统汽车的燃油消耗的主要是不可再生的化石燃料，而人们对购车排量的要求也来逡逑越高，这将反过来减少石油资源，甚至增加石油枯竭的可能性。此外，汽车消耗的化石逡逑燃料也将产生大景的有害气体，比如二氧化碳、碳氢化合物、氮氢化合物、可吸入颗粒逡逑Ｉ逡逑
如果在当活塞正好到达上止点时火花塞跳火，混合气燃烧开始到完全燃烧爆发能量，逡逑活塞己经向下运动一段距离，此时，点火过迟，缸内压力Ｋ和发动机功率尸均变小，如逡逑图１．２邋（ａ）所示。因此，在压缩冲程之中，火花塞应在活塞到达上止点之前跳火，使缸逡逑内压力Ｆ在１０°邋ＣＡ－１２°邋ＣＡ达到最大值，此时，点火适时，这样混合气完全燃烧所爆逡逑发的能量得到有效的利用，发动机功率Ｐ得到提高，如图１．２邋（ｂ）所示。逡逑ａ逦▲邋ｎ逦本逡逑ｐ逦ｐ邋＼逦ｐ邋ｒ逡逑ｉｌｋ逡逑－邋逦邋？逦？邋＊逦？逦Ｉ．邋Ｌ．．二－＿逡逑Ｖ逦Ｖ逦Ｖ逡逑ａ）点火过迟逦ｂ）点火适时逦ｃ）点火过早逡逑图１．邋２点火时刻对发动机功率的影响逡逑在压缩冲程之中，如果点火时刻过早，在活塞到达压缩上止点之前，可燃混合气己逡逑完全燃烧，缸内压力Ｆ急剧上升到接近峰值，然而，缸内压力Ｋ的作用力与活塞上行方逡逑向相反，活塞上行受阻，此时，示功图出现套环，发动机功率Ｐ将下降，如图１．２（ｂ）逡逑所示。逡逑发动机正常运行时，实际点火提前角分别由基本点火提前角、初始点火提前角和修逡逑正点火提前角组成。在起动工况时，点火提前角都固定在初始点火提前角，不受ＥＣＵ逡逑控制
高度互联的单个处理单元通过广泛相互连接而组成的非线性复杂网络点火提前角与其影响因素，发动机转速《、负荷、空燃比Ａ／Ｆ、节气门度ｒｍ等，而且此类因素都具有随机性、非线性、分散性的特点，建速（转角）和负荷是软测量点火提前角的两个关键参数，本文针对这ＲＢＦ神经网络在解决非线性问题上有着明显的优势，因此本文提出一网络的点火提前角软测量方法。同时，为了提高准确性，采用混沌算网络的最佳网络权值ｗ，和网络最佳节点中心向量ｃ，。逡逑神经网络简介逡逑经网络构成逡逑网络通过采用简单数学模型模拟出了生物的神经网络结构，在指定具可以在一定程度上模拟出生物神经网络的智能特征［２８１。神经网络构成的元，它的结构模型如下图２．１所示：逡逑输入逦神经元逡逑
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4 杨晨
本文编号：2821542
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