[发明专利]一种柴油机实时模型的压气机流量特性拟合方法

说明书

技术领域

 本发明属于柴油机压气机流量特性数据处理领域，具体涉及一种柴油机实时模型的压气机流量特性拟合方法。

背景技术

压气机的工作状况由进口压力，进口温度，转速和流量等四个独立变量决定的，在进气条件一定的条件下，压气机的压比、效率随流量、转速变化的关系通常称为压气机的流量特性。用曲线表示这些参数之间的关系称为特性曲线。

对于HIL测试系统而言，模型的稳定性与动态工作过程是HIL实时仿真的重要组成部分。压气机的流量特性计算精度、实时性和可靠性对发动机的仿真有很大影响。对于压气机的建模，一般采用基于特性MAP的方式，即根据压气机转速与压比由压气机的流量特性MAP查得压气机的流量与效率，并使用进气温度根据相关公式计算得到压气机消耗的功率与压气机出口温度。

对于流量特性MAP，其数据来源一般为：（1）由压气机特性试验或发动机台架实验得到，(2)压气机厂家提供压气机特性曲线图，对其进行处理得到所需数据。而带来的问题为：试验得到的部分数据存在较大测量误差，试验通常难以覆盖所有工况；压气机特性曲线图中的曲线不可能都正好通过MAP中的网格点,这些网格点的数据需要计算估计，会带来一定的误差；试验数据或特性曲线图一般含有的数据较少，不能覆盖全部发动机运行的全部工况。因此需要对原始特性数据进行处理并进行数值处理来减少不准确的原始数据带来的误差，并且实现对未覆盖的部分进行扩展。

目前对于压气机原始特性数据的处理方式一般为直接使用或使用简单的插值方式进行处理，对于原始数据覆盖的网格点数据直接使用，非网格点上的数据则使用内插或外插法进行扩展。对于内部插值部分，可能会使MAP平滑性不好，影响模型仿真过程的稳定性。对于外部插值，可能会放大边界数据的误差。

目前的压气机特性数据简单处理方法中，未考虑已有数据中可能出现的误差较大点，并且对于数据的扩展，没有确切的指标。在HIL系统中可以满足较一般的控制器控制策略的测试，能够实现气路的闭环调试。但是随着发动机和汽车排放标准的提高，控制器的控制策略越来越复杂，气路部分的计算需要更加精确。现有的处理方式在精度方面已无法满足需要，影响HIL系统对控制器的功能测试。

发明内容

本发明就是为了解决现有技术的不足和缺陷，而提供了一种柴油机实时模型的压气机流量特性拟合方法。该方法是在简单压气机特性数据处理方式上进行的改进与完善，对压气机特性数据进行拟合处理，不要求近似曲线通过全部的已知点，只要求曲线能反映数据的基本趋势，避免部分有误差数据带来更大的误差。

本发明采用的技术方案：

一种柴油机实时模型的压气机流量特性拟合方法，

①首先在可显示压气机流量特性MAP特性曲线图的可视化界面上，手动删除明显偏离错误流量、效率点；

②再删除超过预设范围转速、压比的点，然后使用数值拟合算法对于这些数据进行处理，构造出满足特定指标的拟合函数；

③使用构造出的拟合函数计算MAP所需的网格点的数值；

④再对这些计算出的数值进行范围检查，限制计算得出的数值不超过设定的最大值；

⑤然后对上一步得到的数值进行斜率检查，删除并重新计算斜率不符合要求的点。

本发明与现有技术相比其有益效果是：本发明的压气机特性数据拟合方式可以更加准确的反映压气机特性，避免数值处理过程中带来误差，尽可能减小原始数据中错误数据对仿真准确性的影响，提升仿真的稳定性与动态特性，有利于HIL系统中控制器相关控制策略的测试。

具体实施方式

    一种柴油机实时模型的压气机流量特性拟合方法， 压气机数据拟合的目标为生成压气机的流量MAP与效率MAP，流量MAP的输入为压气机转速与压比，输出为压气机流量，效率MAP的输入同样为压气机转速与速比，输出为压气机效率。①首先在可显示压气机流量特性MAP特性曲线图的可视化界面上，手动删除明显偏离错误流量、效率点；

②再删除超过预设范围的压比大于1的点，然后使用数值拟合算法对于这些数据进行处理，构造出满足特定指标的拟合函数；③使用构造出的拟合函数计算MAP所需的网格点的数值；

④再对这些计算出的数值进行范围检查，限制计算得出的数值不超过设定的最大值；⑤然后对上一步得到的数值进行斜率检查，删除并重新计算斜率不符合要求的点。而斜率要求同样可以进行设置或由算法自行决定。