[发明专利]一种基于参数标定优化的发动机扭矩及排放建模方法

说明书

本发明公开了一种基于参数标定优化的发动机扭矩及排放建模方法，主要发明内容包括采集发动机参数；提出发动机扭矩及排放经验模型；提出模型参数标定优化函数。本发明提出的基于参数标定优化的发动机扭矩及排放建模方法，步骤清晰、模型简化，适用于工程应用；易于应用于控制系统设计。

技术领域

本发明属于柴油发动机建模技术领域，具体涉及一种基于参数标定优化的发动机扭矩及排放建模方法。

背景技术

与汽油机相比，柴油机具有更高的燃油经济性和更高的动力输出。然而，柴油机的建模问题一直是难点，特别是针对扭矩输出和NO_x排放的建模技术。研究人员提出了很多种建模方法，主要以扭矩为核心的动态建模为主。由于涉及到燃烧及排放动态的描述，大多数的建模方法都较为复杂，很难应用于控制系统设计。总体来看，当前的柴油发动机扭矩及排放建模问题，依然面临以下挑战：1、缺乏简化的、易于应用于控制系统设计的数据拟合模型；2、缺乏简化模型参数标定的优化方法。

发明内容

本发明的目的是要提出一种基于参数标定优化的发动机扭矩及排放建模方法，该方法易于应用于控制系统设计，步骤清晰、模型简化，适用于工程应用。

本发明提出的一种基于参数标定优化的发动机扭矩及排放建模方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、采集发动机参数，在瞬态工况条件下采集的发动机参数包括：发动机转速ω_e、发动机扭矩燃油喷射量发动机废气温度T_exhaust、发动机的废气流量和发动机的NO_x排放浓度

步骤二、提出发动机扭矩及排放经验模型：

如公式(1)所示，发动机转速ω_e、发动机扭矩和燃油喷射量之间存在着标定关系；如公式(2)所示，发动机废气温度T_exhaust主要受到发动机功率的影响，而发动机功率可以标定为ω_e和的乘积；如公式(3)所示，发动机的废气流量主要由发动机转速ω_e决定；如公式(4)所示，发动机的NO_x排放浓度主要取决于T_exhaust和其中，b_{1，2，...，8}为需要通过参数标定优化函数和工具箱辨识的模型参数；

步骤三、提出模型参数标定优化函数：

其中，t_cycle为优化时间长度，参数下标s代表模型公式估计值，下标m代表真实试验测量数据值，利用商用软件中的工具箱辨识，即可得到参数b_{1，2，...，8}的具体数值。

本发明与现有技术相比具有的优点：

1、提出的基于参数标定优化的发动机扭矩及排放建模方法，步骤清晰、模型简化，适用于工程应用。

2、提出的基于参数标定优化的发动机扭矩及排放建模方法，易于应用于控制系统设计。

附图说明

图1是本发明提出的基于参数标定优化的发动机扭矩及排放建模方法示意图。

图2是本发明采集发动机参数的瞬态工况示意图。

图3是本发明参数标定优化的发动机扭矩及排放建模验证效果图。

具体实施方式

本发明提出的一种基于参数标定优化的发动机扭矩及排放建模方法，其特征在于：包括以下步骤：