压缩天然气发动机主要技术研究与仿真

【摘要】：石油资源危机和日益恶化的环境状况迫切要求对现有车用发动机进行改造,以便能够使用替代燃料,并降低其废气排放。因此研究代用燃料发动机,发展清洁汽车已成为不可阻挡的潮流,天然气作为替代柴油和汽油的一种理想清洁燃料在国内外受到广泛关注,天然气发动机也以其良好的低排放性能和经济性能而具有广泛的应用前景。对天然气发动机稀薄燃烧技术的研究是发动机技术的一个重要发展方向,开发高性能的电控系统已成为天然气发动机的研究热点。我国已正式启动空气净化工程——清洁汽车行动,为了推动我国天然气汽车技术的发展,实现天然气发动机技术国产化,本文以压缩天然气(Compressed Natural Gas)发动机为研究对象,以提高天然气发动机排放性能和动力性能为主要目标,开展CNG发动机相关电子控制系统的理论和实践研究,具有非常重要意义。 论文通过深入分析天然气发动机的发展与现状,在汽油机宗申YH465QE1四缸发动机改装为单一燃料CNG发动机,设计了电控顺序多点喷射压缩天然气发动机的总体设计方案。并在此基础上对CNG发动机相关的技术进行了深入的探讨。 由于点火提前角和空燃比与发动机的动力性、经济性及排放性能密切相关,因此很有必要对发动机的点火提前角和空燃比控制策略进行研究。传统的控制方法为MAP查询控制法来控制相关的控制量,例如点火提前角和喷气脉宽等。由于查询插值存在着误差,其控制精度必然受到影响。本论文对采用人工神经网络的方法来代替传统的MAP查询法的可行性和可靠性进行了深入的分析研究,并运用MATLAB程序对该神经网络进行了特点分析和误差分析。 论文中把模糊控制理论应用于发动机的怠速控制,并结合模糊控制的快速性和PID控制的精确性,采用模糊控制和PID控制相结合的方法——模糊PID控制,在MATLAB/Simulink仿真环境下建立了发动机的怠速模糊控制系统模型,对该模型进行了跟踪特性和抗干扰特性的仿真研究。仿真结果表明采用该方法后系统的怠速控制精度和速度大为提高,且具有较强的抗干扰性。 【关键词】：压缩天然气发动机 人工神经网络 点火提前角 模糊控制
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：U464
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 CNG作为内燃机燃料的优点与缺点12-13
• 1.3 国内外天然气汽车的发展现状13-14
• 1.4 天然气发动机电控技术发展状况及趋势14
• 1.5 论文主要研究内容14-17
• 第2章 CNG发动机电控系统整体结构及方案设计17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 CNG发动机电控系统的构成17-21
• 2.2.1 CNG发动机燃料供给系统组成及特点17-19
• 2.2.2 天然气发动机的点火系统种类及特点19-20
• 2.2.3 CNG发动机点火顺序及点火能量控制20-21
• 2.3 YH465QE1型电控汽油发动机的改造方案设计21-24
• 2.3.1 原机介绍21
• 2.3.2 燃料供给系统的改造设计21-23
• 2.3.3 顺序多点喷射压缩天然气发动机总体设计23-24
• 2.4 CNG发动机电控系统的控制策略24-26
• 2.4.1 空燃比的控制策略25
• 2.4.2 点火控制策略25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 CNG发动机点火和喷气量的控制27-51
• 3.1 引言27
• 3.2 人工神经网络理论27-38
• 3.2.1 人工神经网络的基本概念28-30
• 3.2.2 人工神经网络的结构30-31
• 3.2.3 神经网络的学习方式31-33
• 3.2.4 BP神经网络33-38
• 3.3 基于神经网络的点火和喷气控制系统研究38-44
• 3.3.1 神经网络的设计38-40
• 3.3.2 数据样本集的选取40-42
• 3.3.3 输入输出数据的尺度变化及预处理42-44
• 3.4 基于MATLAB的BP神经网络训练及仿真44-49
• 3.4.1 BP网络训练算法的选择45
• 3.4.2 程序的编制及训练仿真45-46
• 3.4.3 仿真结果及分析46-49
• 3.5 本章小结49-51
• 第4章 CNG发动机怠速控制51-75
• 4.1 模糊控制理论51-57
• 4.1.1 模糊控制系统的基本原理52-57
• 4.2 CNG怠速状态模糊控制模型57-65
• 4.2.1 CNG发动机怠速控制系统的数学模型58-59
• 4.2.2 怠速模糊控制器的设计59-65
• 4.2.3 求模糊控制表65
• 4.3 基于MATLAB SIMUlink的动态仿真65-73
• 4.3.1 怠速模糊控制系统的仿真模型67-70
• 4.3.2 仿真结果及分析70-73
• 4.4 本章小结73-75
• 第5章 结论与展望75-77
• 5.1 结论75-76
• 5.2 展望76-77
• 附录77-85
• 参考文献85-89
• 致谢89

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

小型两缸燃气发电机组控制系统设计    曹立军

天然气汽车发展现状及对策    彭红涛;

Matlab软件中的Fuzzy Logic工具箱在模糊控制系统仿真中的应用    刘革辉,单杰峰,郑楚光

应用MATLAB设计模糊控制系统    宋哲英,宋雪玲,刘朝英

压缩天然气汽车的特点    郭宗华,周俭明,吴祚平

基于模糊神经网络的汽油机怠速控制    吴自明;

发动机精确空燃比控制方法的研究    孟嗣宗,郭少平,张文海

电控喷射天然气发动机空燃比控制策略的研究    李国岫,张欣,夏渊,周希德

单燃料天然气发动机试验研究    成森,郝利君,孙业保,张付军,黄英

电控CNG发动机标定方法    黄钰,黄海波,陈绪平

电喷发动机怠速控制算法与仿真    孟庆和;谭德荣;

汽油机电子控制单元怠速系统设计    原霞

柴油机改天然气单燃料发动机应用研究    田龙

人工智能及其在土木工程中的应用    姜绍飞,刘之洋

针对倒塌房屋瓦砾分布的模糊神经网络预测    张宇力;

基于神经网络在钢筋混凝土施工质量评价中的应用研究    郑少瑛;陈静茹;

基于神经网络理论的机场沥青道面状况评定    翁兴中;蔡良才;

基于径向基函数神经网络的高层建筑结构选型    王全凤;郑浩;

转炉钢水出钢温度的预测    房荣波,魏元,杨海峰

烧结机尾断面图像在线处理与分析方法研究    宋宝宇;杨春雨;杨东晓;费静;王奎越;

同步发电机监督学习神经网络励磁控制器    杨冠鲁,李晴燕,胡欣

人工神经网络在自动控制系统中的应用    周鸣争

ε不敏感的核Adaline算法及其在图像去噪中的应用    杨绪兵,韩自存

用于VSC的动力学模型、控制器设计与仿真综述    高洪;赵韩;

电控技术在天然气发动机上的应用    滕勤;左承基;

提高双燃料汽车动力性方法浅析    刘海涛;郭彦斐;杨操;

二自由度交流磁轴承参数自整定模糊PID控制器研究    王雷;朱熀秋;陈艳;

一般模糊系统作为函数逼近器的设计方法    高谦;王秀红;魏新江;

热电厂CFB锅炉燃烧智能控制策略研究    孟庆金;权悦;景绍洪;

基于改进型模糊聚类的模糊系统辨识方法    魏立新;田学静;王洪瑞;宋阳;

新型智能变增益单神经元PID控制算法    李俊丽;张光辉;祝晓红;

双离合器自动变速汽车换挡过程离合器模糊控制策略研究    李光辉;

模糊PID控制器的参数自整定方法    杨文豪;张丽丽;戴文战;

EMD算法研究及其在信号去噪中的应用    王婷

水下机器人系统体系结构及避障控制技术研究    毛宇峰

甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究    高晓阳

地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究    张进

神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究    汪木兰

随机回归神经网络的动力学行为研究    朱松

基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究    张红兵

风能转换系统的分析、控制与优化方法研究    吴定会

基于神经网络的复杂非线性系统鲁棒控制与滤波研究    栾小丽

基于集成智能的膜蛋白受体结构与功能研究    顾全

基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究    冯小冬

平面二级倒立摆的控制策略研究    张蛟龙

基于分形的心电信号压缩技术的研究    曹倩

智能瓦斯传感器的研制    滕景忠

居住区景观设计方案评价方法初探    张永宾

模糊控制技术在热风炉温控系统中的应用研究    黄磊

基于神经网络的两类问题研究    程慧

基因表达式编程在神经网络中的应用研究    陶俊剑

气垫式流浆箱智能解耦控制系统    徐玉颖

基于ARM和CAN总线的染色机温度控制系统研究    刘健洪

增压天然气发动机电子点火系统的研究    王大兴,张欣,夏渊

基于霍尔器件的非接触式角度传感器研制    张珂;杨其华;李冰;李浩;

关于天然气发电的政策建议    伍丁苹;

霍尔效应及其非线性修正    田亚平;

汽车点火系统故障诊断    仇雅莉

天然气发电机组控制系统    李云伍;乌建中;徐鸣谦;史俊武;

微机控制点火系统在现代汽车发动机上的应用    余文明

汽车点火系统的种类和特点    李俄收,吴文民

微机控制点火系统在现代汽车发动机上的应用    余文明;

微机控制点火系统在现代汽车发动机上的应用    余文明

霍尔相位传感器的研究开发    冯明

一种带有反馈随动机构的霍尔位移传感器研究    陈东军

柴油机改天然气单燃料发动机应用研究    田龙

测产系统转速传感器的设计与流量传感器的改进研究    刘学明

汽油机16位ECU的设计研究    王彦苏

基于汽车模拟驾驶器的三维视景交互式优化建模研究    董浩明

天然气发动机电控系统控制器的研制    吴本成

柴油发动机电子控制系统硬件设计    李军

汽车发动机ECU实现方法研究    敖永才

形状参数对MEMS霍尔器件性能影响研究    宫纯青

便携式甲醛检测仪的研究    李玉静

汽车尾气污染的因素及预防措施    王金文

神经网络模型的结构和算法的分离    于敏学,李敏生

关于对BP神经网络算法改进的研究    李广琼,蒋加伏

天然气发动机工作方式选择分析    吕剑飞,许忠厚,马凡华

车用天然气发动机技术与性能研究    宋钧,张武高,黄震

4100增压柴油机中冷系统的设计与试验研究    张虹,马朝臣

轿车发动机怠速工况CO排放统计特征    徐安,蒋长安,赵长利,乔向明

发动机管理系统中OBD—II技术研究    梁宏伟,黄海燕,陈杰,朱辉

天然气汽车发展现状与对策    王云鹏,鹿应荣,任有,贺敬凯

压缩天然气汽车的改装技术    王云鹏,鹿应荣,王羽,贺敬凯

汽油机电子控制单元怠速系统设计    原霞

小排量电喷发动机怠速工况控制方法研究    赵玮

美国能源部拨款用于天然气发动机研究开发    程永陆

天然气发动机多点顺序喷射技术的开发研究    刘兴华,陈永义,李铁栓

压燃式天然气发动机的技术现状及展望    郑清平,张惠明,张德福

1190NT天然气发动机的结构特点和性能试验    赵纪君

2105型天然气发动机用汽化-混合器的模拟试验    胡九章

戴姆勒-克莱斯勒M906LAG天然气发动机介绍    阿炜

天然气发动机进排气门的研制    冯仁贵，李清观，姚正刚

对装有EGR的天然气发动机的试验研究    马艳明,许忠厚,马凡华,吕剑飞

TMS320LF2407在天然气发动机控制中的应用    方汉学 ,胡桂苓 ,赵芳

使用天然气 汽车少公害    刘春;

电控技术在天然气发动机上的应用    滕勤;左承基;

钻井平台用天然气发动机的设计开发    孙成香;李全武;郑圣彬;孙乐美;李治朋;

天然气发动机技术研究与应用    程鹏;

NQ140N单-CNG发动机的开发与试验    李克新;

不同类型的天然气发动机燃烧和排放特点    苌转;周斌;邵晓杰;于超;

天然气发动机复合空调系统    秦朝葵;刘雄;全惠君;谭建新;

NQ140N天然气发动机的开发    陈万应;张浩;邓杰;杨志勇;李克新;程辉;

应用模糊物元理论建立天然气发动机性能状态评价模型    柳楠;崔厚玺;丛蕾;

恢复天然气(CNG)发动机动力性能的分析研究    赵作志;

恢复天然气(CNG)发动机动力性能的分析研究    赵作志;

重汽集团研发天然气发动机    本报记者 郑义

天然气发动机首次进入863计划    记者 王建梁

天然气发动机成新竞争点    关尚宇

大功率天然气发动机成功点火    过国忠 许武英

钻井用天然气发动机获突破    任继凯　傅伟

济柴研制钻井用天然气发动机填补国内空白    记者 任继凯　通讯员 傅伟

现代重工研发成功天然气发动机    广言

锡柴天然气发动机再展“低碳”魅力    通讯员 陈燕　记者 严峻

我国功率最大天然气发动机在锡柴成功点火    记者 过国忠　通讯员 许武英

大功率天然气发动机达国际水平    柯吉

稀燃天然气发动机燃烧过程研究和燃烧系统开发    焦运景

高性能大功率天然气发动机燃烧系统开发研究    李树生

满足国Ⅳ排放标准压缩天然气发动机燃烧过程的研究    司鹏鹍

燃烧边界条件对车用重型天然气发动机燃烧及排放的影响    余小草

稀燃天然气发动机燃烧循环变动特性及动力学特征研究    姚宝峰

压燃式天然气发动机燃烧过程模拟计算和试验研究    郑清平

低散热压缩着火天然气发动机燃烧过程的试验研究    张德福

电控喷射稀燃天然气发动机的关键技术研究    窦慧莉

4SH-N天然气发动机工作过程优化及排放控制    杨立平

电控汽油/CNG两用燃料发动机故障模拟试验及诊断研究    袁华智

公交车用天然气发动机国产化的层次分析法研究与规模化应用    窦宝华

满足国Ⅴ排放的天然气发动机开发    张坤鹏

天然气发动机电控喷射系统的研究    范龙飞

大马力天然气发动机工作过程数值模拟及分析    李春节

天然气发动机稀薄燃烧试验研究与数值模拟    吴家平

天然气发动机进排气系统及配气相位优化研究    潘芝桂

天然气发动机空燃比控制系统研究与开发    赵海艳

大型天然气发动机工作循环数值模拟分析    熊长君

大缸径天然气发动机缸内燃烧过程数值模拟研究    邢小伟

天然气发动机气体喷射闭环控制技术研究    黄帅