【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及的是一種燃料系統(tǒng)控制方法，具體地說是燃料噴射預(yù)測方法。
技術(shù)介紹
1、高壓燃料系統(tǒng)動態(tài)噴射穩(wěn)定性直接影響發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性，在電控系統(tǒng)中嵌入循環(huán)噴射量隨壓力和噴射脈寬變化的map圖，之后根據(jù)發(fā)動機(jī)實(shí)際工況，通過查表進(jìn)行噴射量的修正，這種控制策略適用于不同的發(fā)動機(jī)。然而，發(fā)動機(jī)多缸的實(shí)際工作環(huán)境與校準(zhǔn)圖制作時(shí)的單缸測量環(huán)境存在差異，導(dǎo)致共軌壓力與噴射器噴射過程中的燃料壓力之間出現(xiàn)不一致，這使得實(shí)際噴射量與期望噴射量之間難以保持高度一致。
2、在當(dāng)前基于模型預(yù)測的噴射量控制方法中，精確控制的前提是精確的噴射量預(yù)測模型，基于特征識別或數(shù)據(jù)驅(qū)動的模型雖然在一定程度上提高了預(yù)測的準(zhǔn)確性，但也存在明顯的局限性，這些模型通常依賴于大量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，歷史數(shù)據(jù)未能涵蓋未來系統(tǒng)參數(shù)的改變。在發(fā)動機(jī)長時(shí)間運(yùn)行過程中，發(fā)動機(jī)的狀態(tài)和環(huán)境因素會發(fā)生變化，而模型沒有考慮到系統(tǒng)零部件磨損和尺寸公差隨使用時(shí)間的變化而導(dǎo)致的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和驅(qū)動參數(shù)改變對噴射量的影響，這使得現(xiàn)有的噴射量預(yù)測方法在實(shí)際應(yīng)用的長期預(yù)測效果上還不盡如人意。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供可以解決發(fā)動機(jī)在長期工作后性能發(fā)生變化導(dǎo)致無法精確實(shí)時(shí)在線預(yù)測噴射量等問題的一種基于核極限學(xué)習(xí)機(jī)實(shí)時(shí)訓(xùn)練優(yōu)化的高壓燃料系統(tǒng)噴射量長期在線預(yù)測方法。
2、本專利技術(shù)的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
3、本專利技術(shù)一種基于核極限學(xué)習(xí)機(jī)實(shí)時(shí)訓(xùn)練優(yōu)化的高壓燃料系統(tǒng)噴射量長期在線預(yù)測方法，其特征是：包括以
4、(1)對噴射器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：在不同工況下采用單次噴射儀測量噴射器的噴射量，建立軌壓、噴射脈寬和噴射量三者的噴射量數(shù)據(jù)集；對發(fā)動機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：測量并記錄不同工況下的軌壓、噴射脈寬、空燃比、進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度、功率，建立發(fā)動機(jī)功率數(shù)據(jù)集；
5、(2)以軌壓和噴射脈寬作為輸入，以噴射量作為輸出，構(gòu)建核極限學(xué)習(xí)機(jī)v1模型，基于噴射量數(shù)據(jù)集進(jìn)行v1模型的訓(xùn)練；
6、(3)根據(jù)發(fā)動機(jī)功率數(shù)據(jù)集中不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下的軌壓和噴射脈寬條件，采用核極限學(xué)習(xí)機(jī)v1模型進(jìn)行噴射量的預(yù)測，將預(yù)測的噴射量補(bǔ)充至發(fā)動機(jī)功率數(shù)據(jù)集內(nèi)；
7、(4)以噴射量、空燃比、進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度作為輸入，以功率作為輸出，構(gòu)建核極限學(xué)習(xí)機(jī)v2模型，基于步驟(3)中新的發(fā)動機(jī)功率數(shù)據(jù)集進(jìn)行v2模型的訓(xùn)練，并采用遺傳算法優(yōu)化模型；
8、(5)在發(fā)動機(jī)工作過程中，基于當(dāng)前循環(huán)的實(shí)時(shí)軌壓和噴射脈寬，通過v1模型在線預(yù)測噴射量，基于v1模型預(yù)測的噴射量和實(shí)時(shí)的空燃比、進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣溫度，通過v2模型在線預(yù)測功率；
9、(6)根據(jù)預(yù)測的功率與實(shí)際功率的偏差，基于mpc算法調(diào)整噴射脈寬直到實(shí)際功率與預(yù)測的功率的偏差小于5％，之后記錄調(diào)整后的噴射脈寬并在噴射量數(shù)據(jù)集內(nèi)更新，作為部件老化后的噴射特性，然后基于更新后的噴射量數(shù)據(jù)集對v1模型進(jìn)行實(shí)時(shí)再訓(xùn)練，獲得核極限學(xué)習(xí)機(jī)v1_new模型，從而實(shí)現(xiàn)噴射量的長期在線預(yù)測。
10、本專利技術(shù)還可以包括：
11、1、步驟(1)中噴射量數(shù)據(jù)集和發(fā)動機(jī)功率數(shù)據(jù)集的條件具體為：
12、在噴射量數(shù)據(jù)集中，工況條件包括軌壓條件、噴射脈寬條件，軌壓條件包括怠速軌壓至額定軌壓之間以10mpa為間隔的所有軌壓條件，噴射脈寬條件包括最小啟噴脈寬至額定脈寬之間以0.1ms為間隔的所有噴射脈寬條件；
13、在發(fā)動機(jī)功率數(shù)據(jù)集中，工況條件包括轉(zhuǎn)速條件、負(fù)荷條件，轉(zhuǎn)速條件包括怠速至額定轉(zhuǎn)速之間以額定轉(zhuǎn)速的10％為間隔的所有轉(zhuǎn)速條件，負(fù)荷條件包括無負(fù)荷至滿負(fù)荷之間以10％為間隔的所有負(fù)荷條件。
14、2、核極限學(xué)習(xí)機(jī)v1和v2模型的輸出函數(shù)為：
15、
16、式中，x為軌壓和噴射脈寬的輸入矩陣，n為輸入矩陣的維度，i為單位矩陣，c為正則化系數(shù)，β為隱藏層和噴射量輸出矩陣之間的權(quán)重值，h為隱藏層的輸出矩陣；g(x,xi)為高斯核函數(shù)，表示為：
17、
18、式中，γ為核參數(shù)。
19、3、步驟(6)的mpc算法調(diào)整噴射脈寬具體為：
20、計(jì)算當(dāng)前循環(huán)下預(yù)測的功率ppredict(t)和實(shí)際功率pactual(t)的偏差：
21、perror(t)＝ppredict(t)-pactual(t)
22、通過帶有動態(tài)特性的反饋調(diào)整下一循環(huán)的噴射脈寬：
23、w(t+1)＝w(t)+λ1·perror(t)+λ2·∫perror(t)dt+λ3·(perror(t)-perror(t-1))
24、式中，w(t)為當(dāng)前循環(huán)下的噴射脈寬，λ1、λ2、λ3為反饋調(diào)整系數(shù)。
25、本專利技術(shù)的優(yōu)勢在于：
26、(1)本專利技術(shù)能夠基于發(fā)動機(jī)預(yù)測功率和實(shí)時(shí)功率的偏差實(shí)時(shí)訓(xùn)練優(yōu)化噴射量預(yù)測模型，通過持續(xù)動態(tài)學(xué)習(xí)和更新模型參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高壓燃料系統(tǒng)噴射量高精度長期在線預(yù)測。
27、(2)與傳統(tǒng)的噴射量預(yù)測模型相比，本專利技術(shù)構(gòu)建的核極限學(xué)習(xí)機(jī)預(yù)測模型具備實(shí)時(shí)訓(xùn)練優(yōu)化能力，不需要發(fā)動機(jī)停機(jī)重新訓(xùn)練模型，使高壓燃料系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)噴射量的變化需求。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于核極限學(xué)習(xí)機(jī)實(shí)時(shí)訓(xùn)練優(yōu)化的高壓燃料系統(tǒng)噴射量長期在線預(yù)測方法，其特征是：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于核極限學(xué)習(xí)機(jī)實(shí)時(shí)訓(xùn)練優(yōu)化的高壓燃料系統(tǒng)噴射量長期在線預(yù)測方法，其特征是：步驟(1)中噴射量數(shù)據(jù)集和發(fā)動機(jī)功率數(shù)據(jù)集的條件具體為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于核極限學(xué)習(xí)機(jī)實(shí)時(shí)訓(xùn)練優(yōu)化的高壓燃料系統(tǒng)噴射量長期在線預(yù)測方法，其特征是：核極限學(xué)習(xí)機(jī)V1和V2模型的輸出函數(shù)為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于核極限學(xué)習(xí)機(jī)實(shí)時(shí)訓(xùn)練優(yōu)化的高壓燃料系統(tǒng)噴射量長期在線預(yù)測方法，其特征是：步驟(6)的MPC算法調(diào)整噴射脈寬具體為：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于核極限學(xué)習(xí)機(jī)實(shí)時(shí)訓(xùn)練優(yōu)化的高壓燃料系統(tǒng)噴射量長期在線預(yù)測方法，其特征是：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于核極限學(xué)習(xí)機(jī)實(shí)時(shí)訓(xùn)練優(yōu)化的高壓燃料系統(tǒng)噴射量長期在線預(yù)測方法，其特征是：步驟(1)中噴射量數(shù)據(jù)集和發(fā)動機(jī)功率數(shù)據(jù)集的條件具體為：
3.根據(jù)權(quán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙建輝，盧相東，何龍國，魏榮強(qiáng)，譚翔，
申請(專利權(quán))人：哈爾濱工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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