基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電噴天然氣發(fā)動機空燃比控制.pdf

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1、第43卷第3期2014年6月小型內(nèi)燃機與摩托車SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．43No．3Jun．2014·測控技術(shù)·基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電噴天然氣發(fā)動機空燃比控制任金霞何富江曹威鋒(江西理工大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院江西贛州341000)摘要：電噴天然氣發(fā)動機空燃比在工況突變時會劇烈波動，為提高控制精度，使用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和前饋PID控制算法相結(jié)合．由當前工況決定燃料基本噴射量．再由RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測的空燃比信號傳遞給PID控制器進行反饋調(diào)節(jié)。此外利用Matlab／Sinmlink軟件進行仿真，建立了電

2、噴天然氣發(fā)動機空燃比仿真模型。仿真結(jié)果表明，該控制方法在節(jié)氣門及發(fā)動機轉(zhuǎn)速突變的情況下，過渡時間較PID算法明顯減?。刂凭纫嘤刑岣摺ｊP(guān)鍵詞：內(nèi)燃機天然氣發(fā)動機空燃比RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中圖分類號：TK464文獻標識碼：A文章編號：1671—0630(2014)03—0069—04ResearchonAir．．FuelRatioControlofElectron．．ControlledCNGEngineBasedonRBFNeuralNetworksRenJinxia，HeFujiang，CaoWeifengSchoolofElectricalEngineering

3、andAutomation，JiangxiUniversityofScienceandTechnology(Ganzhou，Jiangxi，341000，China)Abstract：Theair—fuelratiooftheelectron—controlledCNGengineisofvolatilitywhentheconditionchanged．Toimprovetheaccuracyofthesystem．weuseRBFneuralnetworksandfeed—tbt、vardPIDcontrolalgorithmtogether．Theinje

4、ctionamountoffuelisdecidedbythecurrentconditions，andtheRBFneuralnetworkisusedtopredictthesignalofair—fuelratiothendelivertoPIDcontrollertoadjusttheair—fuelratio．AlsoweuseMat—lab／Sinmlinksoftwaretosimulateandestablishanair—fuelratiooftheelectron—controlledCNGenginemodel．Thesimulationr

5、esultsshowthatwhentheenginespeedandthethrottlemutatedtheconvergencetimesignifi—cantlydecreasesbyusingthiscontrolalgorithm，andcomparedwithPIDalgorithm，theaccuracyisalsoim—proved．Keywords：ICengine，CNGengine，Air—fuelratio，RBFneuralnetworks引言天然氣作為發(fā)動機的理想燃料，在經(jīng)濟性和排放性方面都優(yōu)于汽油，電噴天然氣發(fā)動機的動力性與空燃比

6、緊密相關(guān)。此外電噴天然氣發(fā)動機的三元催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率和空燃比密切聯(lián)系，其經(jīng)濟性、排放性受空燃比的影響非常大。因此，對空燃比的精確控制[1]對發(fā)動機性能提高有著積極的影響。目前空燃比的精確控制是國內(nèi)外的研究熱點，用于控制的方法也有很多，如基于模型的控制方法、自適應(yīng)控制算法、模糊算法等。本文采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和常規(guī)PID控制算法相結(jié)合的空燃比控制方法，針對天然氣發(fā)動機的延遲，采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對空燃比進行作者簡介：任金霞(1970一)，女，副教授，碩士，主要研究方向為智能優(yōu)化算法。70小型內(nèi)燃機與摩托車第43卷預(yù)測[2．3]，而后將預(yù)測的空燃比信號傳遞給PID控

7、制器控制燃氣量，從而實現(xiàn)空燃比的實時閉環(huán)控制。并利用Matlab／Simulink軟件建立RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電噴天然氣發(fā)動機的仿真模型[4]，在工況突變的各個情況下進行仿真實驗。1影響電噴天然氣發(fā)動機產(chǎn)生延遲的凼素電噴天然氣發(fā)動機空燃比控制就是控制缸內(nèi)混合氣濃度，目前的空燃比傳感器只能安裝在排氣管內(nèi)而不是直接監(jiān)測混合氣濃度，因此會造成空燃比控制系統(tǒng)的延遲。其延時包括混合氣形成過程的傳播延遲、混合氣體點燃的著火延遲、燃燒完成后廢氣到氧傳感器的傳播延遲、傳感器的響應(yīng)延遲?；旌蠚怏w形成過程的傳播延遲與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、進氣門及排氣門的開度有關(guān)。由于天然氣分子結(jié)構(gòu)和物理特性比較

8、穩(wěn)定，因此有著火慢的特點