刘庆华[1]2001年在《基于虚拟仪器的汽油发动机数据采集系统与怠速的模糊控制研究》文中进行了进一步梳理随着计算机技术的发展，特别是面向对象编程技术的发展，越来越多的硬件功能可以通过软件来实现。计算机技术与测量技术的紧密结合就产生了新的仪器种类----虚拟仪器。 虚拟仪器的出现使得测试系统趋向于柔性化和集成化，有利于用户组建复杂的测试系统，而且在硬件不改动或改动很小的情况下，可实现测试系统的升级，具有良好的灵活性和可扩展性，且成本低廉，与传统仪器相比有着明显的优势。 本研究开发了一套以C++Builder为软件平台的虚拟仪器测试系统，采用动态多文档技术，整个系统包括以下几个部分：点火信号采集子模块、喷油信号采集子模块、转速信号采集子模块、节气门位置信号采集子模块、基极驱动信号采集子模块和步进电机信号采集子模块。 该系统较好地解决了软件接口和硬件接口的技术性问题，实验证明其工作性能稳定，测试精度较高，界面友好，用户操作方便，充分体现了虚拟仪器的优点，对于研究汽油发动机具有较高的应用价值，可做为进一步科研的平台。 文章的最后一章，推导了模糊控制表，建立了反馈模型，对怠速控制进行了模糊算法的仿真研究。
《中国公路学报》编辑部[2]2017年在《中国汽车工程学术研究综述·2017》文中指出为了促进中国汽车工程学科的发展,从汽车噪声-振动-声振粗糙度(Noise,Vibration,Harshness,NVH)控制、汽车电动化与低碳化、汽车电子化、汽车智能化与网联化以及汽车碰撞安全技术5个方面,系统梳理了国内外汽车工程领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。汽车NVH控制方面综述了从静音到声品质、新能源汽车NVH控制技术、车身与底盘总成NVH控制技术、主动振动控制技术等;汽车电动化与低碳化方面综述了传统汽车动力总成节能技术、混合动力电动汽车技术等;汽车电子化方面综述了汽车发动机电控技术、汽车转向电控技术、汽车制动电控技术、汽车悬架电控技术等;汽车智能化与网联化方面综述了中美智能网联汽车研究概要、复杂交通环境感知、高精度地图及车辆导航定位、汽车自主决策与轨迹规划、车辆横向控制及纵向动力学控制、智能网联汽车测试,并给出了先进驾驶辅助系统(ADAS)、车联网和人机共驾等典型应用实例解析;汽车碰撞安全技术方面综述了整车碰撞、乘员保护、行人保护、儿童碰撞安全与保护、新能源汽车碰撞安全等。该综述可为汽车工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
刘应吉[3]2008年在《车辆状态监测与故障诊断新方法研究》文中提出作为国民经济的支柱产业,汽车工业的发展受到了世界各国的高度重视,激烈的市场竞争促进汽车生产和研发水平不断提高。车辆系统结构、功能日趋复杂,车辆故障种类也日益多样化,这些都对汽车故障诊断和监控技术提出了更高要求。本文以汽车最关键部件—发动机为研究对象,在分析汽车发动机故障诊断研究现状及存在问题的基础上,重点研究其状态监测和故障诊断的理论和方法,包括信号采集、信号处理、神经网络、模糊推理系统、信息融合理论、车上网络通信技术以及虚拟仪器等技术。在此研究基础上提出并设计了一种综合上述理论和技术方法的发动机综合故障诊断测试平台,解决了传统发动机故障诊断方法中存在的一些问题。研究的主要内容包括以下几部分：(1)在故障诊断特征提取方法方面,针对于发动机缸体采集的振动信号,研究时域分析、频域分析及小波变换等叁种故障信号特征提取方法。对于利用振动信号进行发动机机械故障诊断存在的问题和现代汽车自诊断系统只适用于对车辆电控单元故障诊断的局限性,确定以发动机多种运行状态参数作为故障诊断模型输入特征向量。提出并设计了基于CAN总线和SAE J1939协议的发动机在线故障诊断系统,完成系统软硬件的设计,实现诊断信息提取和传输。(2)在故障诊断技术方法方面,着重研究了叁种典型神经网络(BP网络、RBF网络和PNN网络)及自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的基本原理、模型结构和算法设计。针对于BP网络进行了多种算法的改进研究,并对相应的改进结果进行了对比分析,提出了合理选择这些算法的指导思想。针对不同的特征向量提取方式(频域分析、小波分析、发动机运行状态参数),分别建立发动机神经网络及ANFIS故障诊断模型。针对发动机运行状态参数故障诊断特征向量存在较高相关性的问题,应用主成分分析法实现降维和去相关,确定能够表征故障的主要特征状态参数。通过诊断结果比较分析,选取和确定每种特征提取方式下的较优推理诊断模型。(3)建立了适用于发动机故障诊断的信息融合结构模型。对发动机故障诊断的多源信息,采用主成分分析进行特征级融合,采用D-S证据理论进行决策级融合。针对D-S证据理论在信息融合过程中存在的对高冲突证据失效问题,提出一种改进的D-S融合方案,将由BP、RBF、ANIFS模型获得的发动机故障诊断结果进行融合,能够有效解决失效问题,提高诊断结果准确率、确定度和实时性。(4)根据论文理论研究成果,研发了一套完整发动机状态监测与故障诊断综合系统,利用该系统在发动机试验台架上分别完成了发动机无负荷测功实验、基于发动机振动信号的故障诊断实验和基于发动机运行状态参数的故障诊断实验,实现了对论文提出的故障特征提取和诊断理论方法的全面验证。
袁华智[4]2010年在《电控汽油/CNG两用燃料发动机故障模拟试验及诊断研究》文中指出能源危机、排放法规日益严格和温室气体效应,系当今世界环境方面的叁大矛盾聚焦点。为缓解矛盾,促进人类社会和谐发展,各个国家纷纷制定应对策略,这些措施在汽车领域的表现为发展汽车新技术和寻求替代燃料。天然气作为新型汽车代用燃料,因其藏量丰富、节能环保、价格便宜、使用灵活、经济安全,被重点推广使用；伴随着政府政策的大力扶持,天然气汽车大范围的使用,再加上电子控制技术以及汽车技术快速的更新换代,天然气发动机的故障诊断变得愈加困难,这一现象在诸如中国的广大发展中国家表现的更为突出,因而对发动机的故障机理以及诊断方法研究显得非常必要和迫切。在陕西省交通科技项目的资助和支持下,本文以叁菱4G15S型电控汽油/CNG两用燃料发动机为研究对象,系统介绍了天然气发动机的分类、燃气系统的结构组成和工作原理以及燃气系统相关传感器和执行器组件的信号特点,剖析了燃气系统可能发生的常见故障。以台架试验以及排放分析法为基础；以研华PCI-1712采集卡、信号前端处理电路、信号丢失电路以及原机/模拟信号切换电路等为硬件；以LabVIEW软件为技术支持设计了电控汽油/CNG两用燃料发动机燃气系统故障模拟系统,分析了相关传感器(如进气压力传感器、燃气喷射压力传感器、氧传感器等)故障和执行器(如减压器组件、燃料转换装置等)故障对发动机燃气状态下的动力性、经济性以及各项排放指标的影响,取得了预期的效果。所设计的故障模拟系统可以实时再现故障,为研究天然气发动机故障机理提供了平台,并且具有较好的通用性。在发动机故障模拟试验的基础上,运用人工神经网络基本原理和MATLAB软件,建立了天然气发动机故障诊断模型,并进行了验证,具有广泛适应性。因天然气汽车的推广和发动机电喷技术的发展,天然气发动机故障诊断是一项全新的课题。总体来说,本文的创新点主要体现在：(1)系统地阐述了电控汽油/CNG两用燃料发动机燃气系统的组成、结构以及功用,首次在发动机台架上完成了燃气系统相关故障模拟试验,分析了燃气系统相关传感器、执行器的故障对发动机各项性能的影响,总结得出其规律；(2)将两用燃料发动机试验技术、虚拟技术以及控制理论有机结合,设计出电控汽油/CNG两用燃料发动机故障模拟系统,为天然气发动机的故障诊断提供了一种新方法；(3)将人工神经网络(BP神经网络和模糊神经网络)引入到天然气发动机的故障诊断的建模仿真中,拓宽了天然气发动机故障诊断的思路,具有一定的借鉴意义；(4)在天然气发动机故障诊断软件中,加入专家系统思想和人工智能技术,所开发的故障诊断软件具有一定的实用价值。
钟祥麟[5]2007年在《基于油膜模型的多点喷射汽油机瞬态工况控制研究》文中认为要满足日益严格的汽车排放法规,在SI(点燃式)发动机上目前最有效的方法是使用叁效催化器和与之相匹配的多点电控燃油喷射系统,这需要SI发动机在每个工况下都能工作在催化器最有效的区域内。在实际驾驶条件下,发动机经常处于瞬态工况运行,所表现出来的响应特性与稳态工况有着明显的不同,如何精确控制发动机瞬态工况的空燃比以满足叁效催化器的最高转化效率要求,已经成为现代发动机管理系统的一个重要任务。在发动机瞬态过程中,进气充排效应和进气道汽油喷射产生的油膜效应是造成瞬态工况空燃比偏差的两个主要原因。本文以哈飞路宝DA468Q发动机为试验平台,针对发动机瞬态过程的油膜问题展开了深入研究,通过最小二乘法辨识油膜参数,并依据油膜补偿模型设计了瞬态工况的喷油控制策略,同时考虑进气充排效应,设计了瞬态工况进气压力估计器,将进气估计引入到发动机瞬态工况控制策略中。试验结果表明,本文设计的油膜补偿策略能够减小发动机瞬态过程时的空燃比波动,从而也证明了用最小二乘法计算油膜参数的可行性和合理性。在研究过程中,作者采用模块化的设计方法,设计了可以灵活组合的硬件系统;采用LabVIEW图形化编程语言,开发设计了发动机综合测控软件平台;基于MATLAB/Simulink建立了DA468Q发动机的平均值模型,在模型的基础上,进行了相关的仿真研究。这些工作都极大提高了研究效率。
王奎洋[6]2005年在《汽车发动机检测与诊断系统的开发和研究》文中认为随着汽车工业的发展,发动机作为汽车的心脏部件、故障率最高的总成,其可靠性测试水平和智能化故障诊断水平的提高显得越来越重要。 本课题通过软、硬件的设计与开发,研制了发动机检测与诊断台架系统。该系统采用多文档界面,使用多线程技术,通过数据采集卡和串口通信实现了对发动机转速、点火电压、喷油脉宽等信号的实时采集、处理和显示,从而为发动机故障诊断和视情修理提供科学依据。本文还以几种常用信号为例对测试信号进行了分析。同时,该课题对电喷汽油发动机动力性和燃油经济性的测试方法进行了深入的分析和研究,并提出了一种基于喷油脉宽的燃油消耗量的测试方法。最后,课题对发动机故障诊断专家系统进行了开发,并详细介绍了知识库的建立和维护、推理机制的设计等。 本人还利用该台架系统对发动机常见故障进行了模拟试验研究。结果表明,该系统具有人机界面友好、操作方便、可靠性高等优点,可以同时服务于发动机实际检测与诊断、教学和科研,具有较高的实用价值。
李子豪[7]2013年在《面向动力性的液化天然气公交车用发动机控制方法研究》文中指出替代燃料车用发动机控制技术是节能与新能源汽车领域中的重要研究方向之一，针对液化天然气（简称LNG）可燃混合气热值低、充气效率低和燃烧速度慢而导致液化天然气车用发动机动力性差、动态响应滞后等难题，论文以良好的动力性为主要目标，研究液化天然气公交车用发动机控制原理及其方法，对促进节能汽车技术发展，具有重要学术价值与实际意义。论文首先介绍了LNG车用发动机存在动力性差、动态响应滞后的问题以及国内外研究现状；然后，根据内燃机和燃烧学原理，建立了LNG车用发动机模型，研究了LNG公交车用发动机控制原理，分析了压缩比、混合气浓度、点火提前角等燃烧调节参数与LNG公交车用发动机动力性、经济性和排放性关系，在此基础上，提出了面向动力性的LNG公交车用发动机控制方法。接着，以某款LNG公交车用发动机为对象，设计了LNG公交车用发动机控制系统，运用GT-POWER和MATLAB/Simulink软件建立了LNG公交车用发动机控制系统仿真模型，并以此对LNG公交车用发动机进行了燃气喷射阶跃工况、加减速工况和城市客车用运转循环工况的计算机仿真与分析。最后，搭建了基于虚拟仪器的LNG公交车用发动机控制硬件在环实验平台，并以该平台进行了基于城市工况的LNG公交车用发动机硬件在环控制实验，验证了面向动力性的LNG公交车用发动机控制方法的可行性。
刘诚诚[8]2010年在《天然气发动机电控单元原型的研制》文中认为随着全球气候变暖问题的加剧,各国都在谋求发展低碳、清洁的燃料来替代传统的化石燃料。天然气作为代用燃料在国内受到广泛的关注,天然气发动机也以其良好的低排放性能和经济性能而具有广泛的应用前景。本论文针对NQ120柴油机,通过对其电控喷射系统的建模仿真,以及对其点火系统控制策略,及其匹配的电控系统和相应的燃料供给系统的设计,使其成为一款天然气单燃料发动机。首先,采用AMEsim软件提供的一些机械元件模型,建立了喷嘴的物理模型。并利用SIMULINK软件,建立了天然气发动机在不同工况下,控制喷嘴喷射的控制系统模型。通过利用AMEsim/SIMULINK软件进行联合仿真,得到喷嘴的基本物理参数,并验证各种工况下空燃比的控制策略。天然气发动机的点火系统采用火花点燃的方式,设计了不同工况下匹配的点火控制策略。从而为天然气发动机电控系统的软硬件设计奠定基础。其次,以MC9S12XS128(16位单片机)作为核心处理器,设计了电控系统硬件电路,包括:单片机的最小系统电路,电源稳压电路,喷嘴和点火线圈的驱动电路。从元器件的选择、印刷电路布线,到抗干扰方面进行综合考虑。在此基础上,应用Protel软件绘制了系统硬件电路的原理图和PCB图,采用CodeWarrior软件编制天然气发动机电控系统的程序。最后,基于LabVIEW软件的串行模块,开发了系统监控和标定软件。利用发动机模拟箱模拟传感器产生信号,对所设计的电控系统的软硬件进行调试。台架试验结果显示:该ECU可以实现点火时刻和喷气量的精确控制,具有很好的应用价值。
刘立恒[9]2011年在《基于LabVIEW的电喷发动机的故障分析与仿真》文中指出汽车发动机是一个复杂系统,其故障约占汽车的全部故障的40%以上。为避免严重事故的发生,需运用故障诊断技术及时了解汽车发动机的工作性能、判断各部件是否处于或即将处于何种故障状态,因此对汽车发动机展开故障诊断技术理论和诊断系统的研究有着非常重要而现实的意义。然而,我国目前的发动机故障诊断系统尚缺乏一种集多种参数采集、分析处理和诊断推理的通用化平台,同时在分析故障现象和故障原因的非线性关系时,现有的故障诊断理论也不能简单地运用到故障诊断系统中,需要通过分析改进,以得到一个切合实际能解决问题的故障诊断推理模型。为此,本文系统介绍了用于发动机故障诊断测试的信号采集、信号处理、神经网络、虚拟仪器等技术,并对各项技术的原理特点及在故障诊断领域中的应用做了细致的研究分析。在此基础上提出了一种以虚拟仪器技术为通用化平台,以神经网络推理为主的多种人工智能技术集成的发动机故障诊断测试专家系统。论文的主要内容包括：1)分析了现有各类故障诊断技术方法的结构组成、推理方法、功能特点及其在故障诊断领域中的应用状况,提出本系统诊断推理方法以神经网络推理为主、专家系统为基础和其他各类故障技术方法为辅的设计思路。2)对信号采集、信号处理方法的原理及其在发动机征兆信号分析中的应用进行了研究,同时针对算术平均值算法存在的一些不足,将分批估计数据融合方法引入到故障征兆信号的统计分析中,提高了数据统计的精度。3)对虚拟仪器的概念、虚拟仪器结构、LabVIEW编程技术等进行了探讨分析,然后分析了能表征发动机工作性能状态的主要参特征数,并设计了基于智能化诊断技术集成和虚拟仪器技术的发动机故障诊断测试通用化平台。
张慧杰[10]2008年在《怠速工况电子节气门ANFIS控制仿真研究》文中提出发动机节气门采用电子控制技术,解决了节气门机械控制方式由于其动态特性的限制而很难根据汽车的不同工况相应做出精确、及时调整的问题。通过控制算法调整节气门开度,能够精确控制进气量,使发动机空燃比控制达到最优,从而实现发动机的最佳性能,提高车辆动力性和经济性,减少有害物质的排放。本文在电子节气门控制研究的基础上结合发动机怠速工况的特点,对发动机怠速稳定性控制进行了仿真研究。本文采用Bosch电子节气门,取消了传统节气门的怠速旁通阀,怠速空气流量通过节气门的开度进行控制。选用Intel公司的16位单片机80C196KB为主芯片,开发了怠速工况电子节气门控制系统的硬件电路,采用H桥LMD18200芯片来实现直流电机的正反转控制,从而实现对节气门开度的控制。根据发动机怠速工况的不确定性、非线性、时变性的特性,本文提出将自适应神经模糊推理系统(Adaptive Network Fuzzy Inference System,ANFIS)控制算法应用于怠速工况电子节气门控制系统。基于T-S模型的ANFIS借助神经网络的信息贮存能力和学习能力,通过对系统的结构辨识和参数辨识,自动地初始化模糊规则,并自适应调整前提参数和结论参数,优化控制规则、隶属函数和输出函数,从而实现对系统的有效控制。利用Matlab/Simulink建立怠速工况电子节气门控制器模型和发动机模型。基于Matlab/xPC Target构建的电子节气门硬件在环仿真系统,对ANFIS怠速控制算法的有效性进行了实时仿真验证。仿真结果表明:ANFIS控制算法用于发动机怠速稳定性的控制是可行且有效的,控制效果佳,具有良好的稳态性和动态性,满足了发动机怠速稳定性控制的要求;基于xPC Target构建的硬件在环仿真系统为怠速工况电子节气门控制系统提供了一个友好的开发和测试环境,缩短了研发周期。
参考文献：
[1]. 基于虚拟仪器的汽油发动机数据采集系统与怠速的模糊控制研究[D]. 刘庆华. 南京农业大学. 2001
[2]. 中国汽车工程学术研究综述·2017[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2017
[3]. 车辆状态监测与故障诊断新方法研究[D]. 刘应吉. 东北大学. 2008
[4]. 电控汽油/CNG两用燃料发动机故障模拟试验及诊断研究[D]. 袁华智. 长安大学. 2010
[5]. 基于油膜模型的多点喷射汽油机瞬态工况控制研究[D]. 钟祥麟. 吉林大学. 2007
[6]. 汽车发动机检测与诊断系统的开发和研究[D]. 王奎洋. 南京理工大学. 2005
[7]. 面向动力性的液化天然气公交车用发动机控制方法研究[D]. 李子豪. 华南理工大学. 2013
[8]. 天然气发动机电控单元原型的研制[D]. 刘诚诚. 西华大学. 2010
[9]. 基于LabVIEW的电喷发动机的故障分析与仿真[D]. 刘立恒. 重庆交通大学. 2011
[10]. 怠速工况电子节气门ANFIS控制仿真研究[D]. 张慧杰. 哈尔滨工程大学. 2008
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