一种基于参数标定优化的发动机扭矩及排放建模方法技术

本发明专利技术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，主要发明专利技术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。本发明专利技术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。

An engine torque and emission modeling method based on parameter calibration optimization

【技术实现步骤摘要】
一种基于参数标定优化的发动机扭矩及排放建模方法
本专利技术属于柴油发动机建模
，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。
技术介绍
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NOx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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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ωe、发动机扭矩燃油喷射量发动机废气温度Texhaust、发动机的废气流量和发动机的NOx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ωe、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Texhaust主要受到发动机功率的影响，而发动机功率可以标定为ωe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ωe决定；如公式(4)所示，发动机的NOx排放浓度主要取决于Texhaust和其中，b1，2，...，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，tcycle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b1，2，...，8的具体数值。本专利技术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是本专利技术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是本专利技术采集发动机参数的瞬态工况示意图。图3是本专利技术参数标定优化的发动机扭矩及排放建模验证效果图。具体实施方式本专利技术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ωe、发动机扭矩燃油喷射量发动机废气温度Texhaust、发动机的废气流量和发动机的NOx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we、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Texhaust主要受到发动机功率的影响，而发动机功率可以标定为we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we决定；如公式(4)所示，发动机的NOx排放浓度主要取决于Texhaust和其中，b1，2，...，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，tcycle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b1，2，...，8的具体数值。本专利技术所述的一种基于参数标定优化的发动机扭矩及排放建模方法，具体实施方式如图1所示，包括以下步骤：1)、采集发动机参数；2)、提出发动机扭矩及排放经验模型；3)、提出模型参数标定优化函数；4)、得到模型参数集合。本专利技术数据拟合基于ETC瞬态工况下采集的数据，转速ωe和扭矩信号如图2所示。废气流量废气温度Texhaust、燃油喷射量以及NOx排放流量如图3中的“ture”信号所示。经过优化函数标定参数后，得到的模型预测结果如图3中的“estimate”信号所示。利用本专利技术提出的提出发动机扭矩及排放经验模型和参数标定优化函数，以及商用软件中的工具箱辨识，即可得到参数b1，2，...，8的具体数值，如表1所示。表1参数标定结果参数名称参数值b12.3962e-5b2-0.5789b30.0319b4-0.0204b50.00067b6403.3523b73.5321e-5b8-0.0189本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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ωe、发动机扭矩

【技术特征摘要】
1.一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ωe、发动机扭矩燃油喷射量发动机废气温度Texhaust、发动机的废气流量和发动机的NOx排放浓度步骤二、提出发动机扭矩及排放经验模型：公式(1)中发动机转速ωe、发动机扭矩和燃油喷射量之间存在着标定关系；公式(2)中发动机废气温度Texhaust主要受到发动机功率的影响，而...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵靖华，周伟，谭振江，董延华，刘靓葳，
申请(专利权)人：吉林师范大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22