车用热膜式空气质量流量传感器的研究

发布时间：2017-05-17 16:29

  本文关键词：车用热膜式空气质量流量传感器的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 空气流量计是测量空气流量的一种重要工具,它起源于20世纪初,一直广泛用于流体速度测量,并且在20世纪60年代以后曾一度是流体测速领域中的主要技术之一。随着近年来微电子技术和微加工技术的发展,采用微结构的热线(膜)式传感器的功耗大幅度降低,并具有更快的热动态响应速度,使得热线(膜)式传感器的研究和应用又一次受到了重视,汽车电子的发展给热线(膜)式空气流量传感器的应用带来了更广泛空间。在发动机进气量直接检测法中,由于热线(膜)式空气流量传感器的输出直接反映了空气质量流量的大小,无需进行空气密度补偿,因而被广泛用于汽车电控发动机。 本文采用恒温工作方式的测量原理,设计了一种低成本、热动态响应快的热膜式流量计。在自己搭建的流量计标定试验台上对所设计的热膜式流量计进行了静态标定,根据试验数据,对传感器非线性静态特性的建模方法进行了研究,为ECU(Electronic Control Unit)根据传感器输出计算空气流量和进行控制算法的仿真研究和实际应用奠定了基础。本文分别采用了解析建模和数值建模的方法对所标定的流量计进行了非线性静态辨识。建模结果表明,基于传感器工作机理的建模方法中的5个模型,仅有一种拟合精度较高。基于多项式最小二乘法和基于函数连接型神经网络的建模方法都可以得到参数模型,模型参数基本相同,辨识精度可以满足使用要求;而基于BP神经网络的模型具有更高的辨识精度,但得到的是非参数模型,适用于发动机空燃比控制系统的仿真计算。
【关键词】：热膜式空气质量流量传感器 静态标定 神经网络 辨识精度
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH814.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 课题的提出及其研究的意义8-10
• 1.2 国内外发展水平综述10-17
• 1.2.1 发动机进气流量的测量及其测量仪表10-16
• 1.2.2 我国电控技术及空气质量流量计应用现状16-17
• 1.3 本文主要任务17-18
• 第2章 传感器设计18-27
• 2.1 热膜式电阻的结构和工作原理18-22
• 2.1.1 热膜电阻的结构18-20
• 2.1.2 热膜电阻的传热分析20-22
• 2.2 传感器的硬件电路设计22-25
• 2.2.1 恒流工作方式的基本测量电路23
• 2.2.2 恒温工作方式的基本测量电路23-25
• 2.3 传感器的温度补偿25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 传感器静态标定试验27-36
• 3.1 热式流量计标定方法概述27-30
• 3.1.1 标准音速文丘利喷嘴校验装置27-29
• 3.1.2 标准流量计法29-30
• 3.1.3 标准流量装置法30
• 3.2 流量计输出特性标定试验30-34
• 3.2.1 试验装置的选择及试验台的搭建30-33
• 3.2.2 试验步骤33-34
• 3.3 标定试验结果及校正34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 传感器静态模型辨识36-50
• 4.1 基于传感器工作机理的实验建模36-39
• 4.2 基于最小二乘法的实验建模39-41
• 4.3 基于BP神经网络的实验建模41-47
• 4.3.1 构建BP网络结构41-43
• 4.3.2 BP算法实现43-44
• 4.3.3 曲线拟合仿真结果44-47
• 4.4 基于函数连接型神经网络的实验建模47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 结论50-51
• 参考文献51-54
• 附录54-57
• 致谢57

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 周爱国;陈羽;周全;陆敏恂;;空气质量流量传感器的流场分析及安装位置优化[J];仪表技术与传感器;2011年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 刘仁磊;压气式断路器气流运动检测[D];沈阳工业大学;2012年

2 周琼;热式气体质量流量计传感芯片的研制[D];华中科技大学;2009年

3 杨琳;空气流量传感器智能测试系统[D];武汉理工大学;2012年

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本文编号：373856