一种基于在线感知为反馈信息的HPDI喷气量PID喷气量闭环控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于在线感知为反馈信息的高压天然气缸内直喷发动机喷气量PID喷气量闭环控制装置及其控制方法。所述天然气供给系统(1)的天然气(1

【技术实现步骤摘要】
一种基于在线感知为反馈信息的HPDI喷气量PID喷气量闭环控制装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及动力能源
，具体涉及一种基于在线感知为反馈信息的HPDI喷气量PID喷气量闭环控制装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着能源危机和排放法规的日益严格，天然气作为替代能源，因其对环境具有良好的排放性以及高热效率，加之具有储量丰富及较大的价格优势，被越来越广泛地用作发动机替代燃料，以降低环境污染压力和缓解能源问题。随着天然气发动机的发展，其利用也扩展到重型和船用发动机，而在这些发动机中，对于发动机的动力性能有着很大的需求。
[0003]当前，天然气发动机主要有三种运行模式。第一种模式是纯天然气发动机，天然气由火花塞点燃。在第二种模式下，发动机使用预混合天然气和直喷引燃柴油运行，其中天然气在进气冲程期间被引入低压双燃料发动机。在这种类型的发动机中，均匀的天然气/空气混合物被迅速压缩到其自燃条件以下，并通过在上止点附近喷射一定量的引燃柴油而被点燃。发动机负荷只能通过改变天然气的进气量来控制。在中高负荷时，低压双燃料发动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于在线感知为反馈信息的高压天然气缸内直喷发动机喷气量PID喷气量闭环控制装置，其特征在于，所述控制装置包括天然气供给系统(1)、压力传感器(2)、喷射器(3)、轨压控制器(4)、PXI触发装置(5)、电荷
‑
电压转换的电荷放大器(6)及上位机(7)；所述天然气供给系统(1)的天然气(1
‑
1)通过压气机(1
‑
2)连接气轨(1
‑
3)，所述气轨(1
‑
3)分别与压力传感器(2)和轨压控制器(4)相连接，所述压力传感器(2)与喷射器(3)相连接，所述喷射器(3)与PXI触发装置(5)相连接，所述PXI触发装置(5)与压力传感器(2)均和电荷
‑
电压转换的电荷放大器(6)相连接，所述PXI触发装置(5)与轨压控制器(4)均和上位机相连接。2.根据权利要求1所述一种基于在线感知为反馈信息的高压天然气缸内直喷发动机喷气量PID喷气量闭环控制装置，其特征在于，喷射器(3)喷射出预设的喷气量，喷射器(3)的压力变化由喷射器(3)气体入口处的夹持式高精度压力传感器(2)感知，夹持式高精度压力传感器(2)实时感知的反馈信号经过电荷
‑
电压转换的电荷放大器(6)放大输入PXI触发装置(5)，PXI触发装置(5)将信号传输至上位机(7)进行喷气量神经网络计算模型识别，识别后的计算喷气量与预设喷气量进行比对而实现对下次喷气量的实时精准控制。3.根据权利要求1
‑
2所述一种基于在线感知为反馈信息的高压天然气缸内直喷发动机喷气量PID喷气量闭环控制装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体包括以下步骤：步骤1：组装控制装置，并进行调试；步骤2：建立基于步骤1装置中测得的喷气始点的喷气压力P
inj
以及入口压力最大跌落值ΔP的BP神经网络喷油量计算模型，得到输出量为喷气量m
cyc
；步骤3：将步骤2中的喷气量m
cyc
作为反馈信号输入至PID控制算法内；步骤4：迭代PID控制算法进行参数整定求得最优解。4.根据权利要求3所述一种基于在线感知为反馈信息的高压天然气缸内直喷发动机喷气量PID喷气量闭环控制方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤，步骤2.1：确定喷气量神经网络结构；输入层的输入为P
inj
与ΔP，输出层为m
cyc
；根据以下的经验公式，确定隐藏层数：其中：l为隐藏层层数，n为输入层神经元个数，m为输出层神经元个数，a为[1,10]之间的常数；根据上式选取神经网络的层数为6层；步骤2.2：对网络结构进行权值阈值的初始化；步骤2.3：基于步骤1的实验装置采取反馈信号及实际喷气量，反馈信号喷气压力P
inj
及入口压力最大跌落值
△
P；步骤2.4：对喷气压力P
inj
及入口压力最大跌落值ΔP及实际喷气量进行[0,1]的归一化处理，使数据落在激活函数的敏感区间内，数据归一化公式为：式中：x
i
为原...

【专利技术属性】
技术研发人员：董全，夏天峰，王迪，杨晰宇，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：