本發(fā)明涉及的是一種內(nèi)燃機燃燒規(guī)則的參數(shù)的確定方法。
背景技術(shù):
為了解決日益嚴重的環(huán)境污染問題,國際排放法規(guī)越來越苛刻,限制發(fā)動機的有害排放物,致使生產(chǎn)廠家,對發(fā)動機的排放控制看得尤為重要。而柴油機的排放特性與缸內(nèi)燃燒過程有著密切的聯(lián)系,因此實現(xiàn)對燃燒過程的實時控制對發(fā)動機的排放控制具有重要意義。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展,計算機仿真技術(shù)擁有了蓬勃的生命力,通過對現(xiàn)實系統(tǒng)的抽象模仿,抽象出系統(tǒng)模型,人們在計算機上對這樣的模型進行模擬試驗研究,既降節(jié)約了科研和生產(chǎn)成本,降低了風險,也提高了科研效率。那么系統(tǒng)模型的可靠性和準確性,直接決定仿真結(jié)果的可靠性和準確性。在內(nèi)燃機領(lǐng)域,基于韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則的零維燃燒模型形式簡單,建模難度小,同時在一定的工況范圍內(nèi)具備一定的仿真精度。以此韋伯(wiebe)燃燒模型為基礎(chǔ),眾多研究者們成功的對直噴,非直噴,二沖程柴油機進行了缸內(nèi)壓力和溫度的預(yù)測。韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則的經(jīng)驗參數(shù)會直接影響韋伯(wiebe)燃燒模型的準確性,有文獻對韋伯(wiebe)燃燒模型的經(jīng)驗參數(shù)如何校準進行了研究,比如代數(shù)分析方法和最小二乘算法,但是代數(shù)分析方法和最小二乘算法各有優(yōu)缺點。前者穩(wěn)定性好,不需要給定初值,但不能保證校準參數(shù)的最優(yōu)性;后者可保證校準參數(shù)的局部最優(yōu)性,但是收斂性和校準結(jié)果依賴于給定的初值。因此有必要考慮將兩種方法進行結(jié)合,使兩者優(yōu)缺點互補,最終實現(xiàn)快速且精確地校準韋伯燃燒規(guī)則經(jīng)驗參數(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供實現(xiàn)快速且精確地自動校準參數(shù)的韋伯燃燒規(guī)則經(jīng)驗參數(shù)自動校準方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明韋伯燃燒規(guī)則經(jīng)驗參數(shù)自動校準方法,其特征是:
(1)根據(jù)韋伯燃燒規(guī)則
(2)根據(jù)步驟1中變換后的韋伯燃燒規(guī)則,進行線性化處理,令a=m+1;
(3)對韋伯燃燒規(guī)則進行線性擬合,依據(jù)測定的試驗數(shù)據(jù),擬合得出a和b,利用m0=a-1和
(4)對韋伯燃燒規(guī)則以m0、a0和
本發(fā)明還可以包括:
1、擬合得出a和b的具體步驟為:
(1)經(jīng)由試驗測定的n組數(shù)據(jù),分別為
(2)由于韋伯燃燒規(guī)則的線性化等式的數(shù)據(jù)分布呈現(xiàn)一次函數(shù)的關(guān)系,則線性最小二乘所對應(yīng)的法方程一定是線性方程組,線性方程組的系數(shù)矩陣是非奇異,且方程組有唯一解,則韋伯燃燒規(guī)則線性方程組如下:
(3)根據(jù)a和b計算得出韋伯燃燒規(guī)則的經(jīng)驗參數(shù),如下:
燃燒品質(zhì)指數(shù)m=a-1;那么,
燃燒效率因子
本發(fā)明的優(yōu)勢在于:本發(fā)明根據(jù)韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則,以已燃分數(shù)(也可以是放熱率或比放熱率)試驗數(shù)據(jù)為依托,將代數(shù)分析方法和最小二乘算法結(jié)合,使兩者優(yōu)缺點互補,最終實現(xiàn)快速且精確地自動校準得出韋伯燃燒規(guī)則經(jīng)驗參數(shù)的方法。此方法收斂性和穩(wěn)定性較好,精確度較高,實現(xiàn)了韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則經(jīng)驗參數(shù)的自動校準,為業(yè)內(nèi)研究人員校準韋伯燃燒規(guī)則經(jīng)驗參數(shù)提供極大便利。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述:
結(jié)合圖1,本發(fā)明的核心是提供了韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則經(jīng)驗參數(shù)的自動校準方法,以獲得更精確的燃燒規(guī)則經(jīng)驗參數(shù)。為了使內(nèi)燃機領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明方案,并通過優(yōu)選的實例詳細說明本發(fā)明的實施方式。
本發(fā)明實例,提供了內(nèi)燃機零維燃燒建模的韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則如下的參數(shù)方程:
其中:xb為已燃燃料百分數(shù);m為燃燒品質(zhì)指數(shù);a為燃燒效率因子;
則內(nèi)燃機缸內(nèi)零維建模韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則經(jīng)驗參數(shù)的自動校準方法,其具體包括如下步驟:
步驟1:根據(jù)韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則,
步驟2:根據(jù)步驟1中,變形后的韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則,進行線性化處理,令a=m+1;
步驟3:韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則的線性化等式是一個以a,b為參數(shù)的一次方程,對韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則進行線性擬合,依據(jù)測定的試驗數(shù)據(jù),擬合得出a和b。利用m0=a-1和
步驟4:對韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則以m0、a0和
上述的韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則經(jīng)驗參數(shù)確定方法步驟3具體包含如下步驟:
步驟3.1:經(jīng)由試驗測定的n組數(shù)據(jù),分別為
步驟3.2:因為韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則的線性化等式的數(shù)據(jù)分布呈現(xiàn)一次函數(shù)的關(guān)系,所以線性最小二乘所對應(yīng)的法方程一定是線性方程組,線性方程組的系數(shù)矩陣是非奇異,且方程組有唯一解,則韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則線性方程組如下:
步驟3.3:由步驟3.2,給出了擬合后的一次曲線系數(shù)a和b,可以通過變量代換,計算得出韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則的經(jīng)驗參數(shù),如下:
燃燒品質(zhì)指數(shù)m=a-1;那么,
燃燒效率因子
至此根據(jù)測定的試驗數(shù)據(jù),就可以將韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則的經(jīng)驗參數(shù)計算得出。
本發(fā)明不局限于上述具體實施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可據(jù)此做出多種變化,但任何與本發(fā)明等同或者類似的變化都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則經(jīng)驗參數(shù)的確定方法具體原理如下:
韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則存在四個經(jīng)驗參數(shù),通過調(diào)整經(jīng)驗參數(shù)以擬合測得的已燃分數(shù)xb和比放熱率qr。然而由于韋伯(wiebe)燃燒規(guī)則為非線性函數(shù),其中經(jīng)驗參數(shù)的校準具有一定困難。對于測得的已燃分數(shù)和比放熱率,存在大量的噪聲信號和由傳熱計算引入的不確定性,需要采取一定措施避免噪聲信號和不確定性對wiebe經(jīng)驗參數(shù)校準的干擾。已燃分數(shù)和比放熱率中的噪聲信號和不確定性也會導(dǎo)致由此計算出的發(fā)火始點
(1)舍去
(2)取
(3)先校準m,然后根據(jù)m校準a。
(4)a根據(jù)m求出,工況不同取值不同。
(5)以發(fā)火始點試驗值