收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

汽油机爆震诊断与控制策略的研究

王彦岩  
【摘要】: 近年来,随着石油资源的日益紧缺以及由此引发的燃油价格大幅提高,越来越多的发动机制造商开始采用更高的压缩比来达到提高燃油经济性的目的;同时,排放法规严格要求使用无铅汽油。这都导致汽油机发生爆震的可能性增大。爆震是限制火花点火发动机功率提高和经济性改善的一个重要因素,汽油机绝对不允许在强烈爆震的情况下工作,但当轻微爆震时,燃烧接近定容燃烧,汽油机的动力性与经济性均有所提高。现代汽油机大多都有爆震控制装置,但控制的原理、方法和精度一直在不断改进之中。研究爆震信号的特征提取方法,强度判定和诊断方法,并通过现代电子技术,实现基于爆震信号的实时、精确的点火闭环控制,使汽油机能够始终在轻微爆震附近(爆震边缘)工作,对进一步提高汽油机的性能、节省能源、减少排放具有重要的意义。在对汽油机进行爆震检测的基础上,研究了短时傅立叶变换(STFT)、平滑伪Wigner-Ville分布(SPWD)和离散小波变换(DWT)用于汽油机爆震特征提取的可行性和效果。发现:STFT和SPWD两种方法只有在适当滤掉信号的低频成分的前提下,才能从汽油机气缸压力信号和缸盖振动信号中提取出爆震特征;并且STFT和SPWD方法计算量大,耗时长;利用DWT方法可以直接从气缸压力信号和缸盖振动信号中有效地提取出轻微爆震特征,与前两种方法相比,速度更快,具有明显的优越性;而且,在只安装一只加速度传感器的情况下,利用DWT方法能够提取出4个气缸的爆震边缘特征。 本文对20个时域参数进行了分析研究,找出了其中适合描述小波变换特征域信号爆震特征的指标。针对其它指标存在的随工况变化比较敏感的缺陷,提出了一种相对能量指标,该指标将小波子带信号和原始振动信号关联起来,对工况变化具有较好的适应性,适合用于爆震判定。提出了用多个特征值组合起来作为爆震判定指标判定爆震的方法,以弥补原来单个指标判定爆震方法存在的不足。 在爆震诊断方法的研究中,将模糊聚类分析、神经网络方法应用到爆震诊断中,提出小波结合模糊C-均值聚类的爆震诊断方法和小波结合模糊神经网络的爆震诊断方法,给出了两种方法的原理,并分别用具体算例进行了检验,发现这两种方法都能够完成对汽油机燃烧模式的区分,并能诊断出爆震边缘燃烧。这两种方法相比,小波结合模糊C-均值聚类的爆震诊断方法更适合于用硬件实现。 为改进现有汽油机爆震控制策略在实时性方面存在的不足,本文提出一种开环与闭环相结合,在一个工作循环内完成从信号检测到点火提前角调整的爆震控制策略。研究了用神经网络代替传统的点火MAP图来确定基本点火提前角的方法,建立了小波结合模糊C-均值聚类算法的爆震运算模型,通过仿真运算验证了模型的正确性。 研究了爆震实时控制的实现方法,开发了爆震实时控制的两个关键部分:爆震运算单元和数据通讯单元。在FPGA硬件上实现了小波结合模糊C-均值的爆震运算算法,并对应用CAN总线实现FPGA与ECU之间的数据通讯的技术进行了研究。最后通过硬件试验验证了爆震运算单元和数据通讯单元的有效性。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TK411.22

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杜国山;多功能动态精度实验系统的误差溯源[D];合肥工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴平友 ,黄河,程庆;汽油发动机爆震分析与控制[J];传动技术;2003年03期
2 姜卓,卓斌;现代汽油机电控系统的爆震检测与控制[J];车用发动机;2000年03期
3 王吉军,张冰焰,朱泓,马孝江;时频分析方法在机器故障诊断中的应用[J];大连理工大学学报;1996年03期
4 刘海荣,盛凯夫,薛栋,陈小迅,王仲芝,饶如麟,陈光荣;用火花塞光纤传感器测量发动机的爆震[J];光电工程;2000年05期
5 王洪海,袁维宝,师素娟;柴油机故障诊断中的模糊多元判别法[J];华北水利水电学院学报;1997年04期
6 陈洁;沈远彤;;基于小波包变换的威格纳分布交叉项的抑制[J];湖北大学学报(自然科学版);2006年01期
7 田宝国;何友;;人工神经网络在目标识别和分类中的应用[J];海军航空工程学院学报;2005年04期
8 高青,金英爱,李明,方瑛;点燃式发动机临界爆震控制及其特性[J];吉林大学学报(工学版);2003年04期
9 林京,屈梁生;基于连续小波变换的信号检测技术与故障诊断[J];机械工程学报;2000年12期
10 肖兵,李鹏,邱磊;发动机爆震检测技术研究[J];计算机测量与控制;2005年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张翠平;电控汽油机燃油喷射及点火控制系统的设计与实验研究[D];太原理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 韩宇石;电控汽油机爆震信号分析与检测[D];北京工业大学;2005年
2 彭生辉;内燃机爆震与爆震传感器的性能研究[D];合肥工业大学;2005年
3 陈晓兵;基于嵌入式实时系统的爆震控制模块的研究[D];吉林大学;2006年
4 石宝玉;基于MFB的点火提前角神经网络控制[D];西华大学;2007年
5 高磊;468Q汽油机爆震检测和控制策略的研究[D];吉林大学;2007年
6 王宇鹏;爆震反馈控制汽油机点火ECU技术研究[D];河北工业大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 庞丹丹;方从启;;在役桥梁耐久性状态评估[J];四川建筑科学研究;2012年03期
2 李玲玲;辛浩;;FCM算法及其有效性度量方法[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年05期
3 李晓红;田军委;;面向FCM聚类阈值分割的聚类有效性判别函数[J];安徽大学学报(自然科学版);2007年05期
4 王万军;基于同异反AHP的综合评价模型研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年03期
5 黄初龙;邓伟;卢晓宁;;区域农业水资源可持续利用模糊综合评价[J];安徽农业科学;2009年05期
6 郗伟东;石玉月;田巍;;基于风险模式提取的农户生猪饲养规制研究[J];安徽农业科学;2009年07期
7 吉奇;;利用模糊数学方法预测秋白菜适宜收获期[J];安徽农业科学;2010年18期
8 吴亚楠;李鸿雁;王玉新;;第二松花江流域近75年降水量变化特征分析[J];安徽农业科学;2012年04期
9 李爱新;;基于产能核算的鄱阳湖生态经济区耕地整理区划[J];安徽农业科学;2012年16期
10 李鹏飞;张庆国;周晓飞;严力蛟;朱雅莉;;Morlet小波在铜陵降水序列分析中的应用[J];安徽农业大学学报;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈保家;李力;赵新泽;;基于尺度-小波能量谱、粗糙集和神经网络集成的内燃机故障诊断方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 赵建玉;贾磊;陈月辉;张勇;;基于粒子群优化的信号交叉口交通流预测模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘明亮;甄建聚;孙来军;叶光忠;;基于小波包对数能量熵的高压断路器故障诊断[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
4 裴玉龙;漆巍巍;张需鹏;;基于车辆损伤的不良汽车驾驶行为危险度分析[A];科技创新 绿色交通——第十一次全国城市道路交通学术会议论文集[C];2011年
5 刘俊星;章新华;周波;李茂林;;新阈值及阈值函数的小波去噪研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
6 王志强;;离心压缩机动静碰摩的研究与分析[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
7 陈正生;吕志平;李庆奎;张雷;;基于模糊理论的导航路网转向控制[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S08卫星导航模型与方法[C];2012年
8 王静;张晨;李双田;;基于Bark尺度小波包和Teager能量算子的语音去噪方法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
9 李洋;李双田;;小波图像去噪算法分析[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
10 王海荣;;石油化工企业的静电火灾隐患评估[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(四)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董慧群;代建制项目风险预警管理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 李桃迎;交通领域中的聚类分析方法研究[D];大连海事大学;2010年
3 彭富强;多尺度线调频基稀疏信号分解及其在齿轮箱故障诊断中的应用[D];湖南大学;2010年
4 吕宁;基于数据驱动的故障诊断模型及算法研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
5 王亚萍;需求驱动的个性化产品配置设计方法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
6 林慧斌;离散频谱校正理论的抗噪性能研究及其在工程中的应用[D];华南理工大学;2010年
7 叶笠;基于统一节点电压增量比向量的模拟电路故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2011年
8 唐娟;基于振动信号评价柴油机缸内燃烧状态的研究[D];山东大学;2010年
9 勾轶;基于免疫算法和多传感器信息融合的电机故障综合诊断方法研究[D];沈阳工业大学;2010年
10 沙丽荣;基于正交基神经网络的结构可靠性分析[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 覃霖;基于FPGA的自适应FIR滤波器的实现[D];中国工程物理研究院;2009年
2 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
3 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
4 蔡静颖;模糊c-均值算法的研究[D];辽宁师范大学;2010年
5 钟丽辉;SD大鼠闪光视觉诱发电位的少次提取和神经元放电的初步研究[D];郑州大学;2010年
6 李光远;基于在线聚类和最小二乘支持向量机的模糊建模方法研究[D];郑州大学;2010年
7 刘卫兵;基于局域均值分解的机械故障诊断方法研究[D];郑州大学;2010年
8 雷聪聪;一种基于数据聚类的信息粒化方法[D];郑州大学;2010年
9 王林吉;基于CIELAB均匀颜色空间和聚类算法的混纺测色研究[D];浙江理工大学;2010年
10 夏富友;基于结构检算的公路混凝土旧桥承载力评价方法研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马强,许桢英;动态测量误差溯源方法研究[J];安徽机电学院学报;2001年04期
2 王黎明;赵英亮;韩焱;;基于EMD的弹丸激波信号处理方法研究[J];弹箭与制导学报;2008年05期
3 夏瑞雪;陈晓怀;卢荣胜;俞庆平;;新型纳米三坐标测量机误差检定方法的研究[J];电子测量与仪器学报;2010年03期
4 陈晓怀;杜国山;程真英;;光栅测量系统的误差研究[J];电子测量与仪器学报;2012年03期
5 李桃;;基于信号处理的齿轮箱故障诊断研究[J];机械管理开发;2011年04期
6 陈晓怀,费业泰,黄强先;全系统动态测量精度理论的基本问题[J];制造业自动化;1999年06期
7 熊忠林;罗宏;赵军;郝建军;王立春;;滚珠丝杆副磨合力矩检测控制系统的开发[J];机械与电子;2010年02期
8 罗涛;;滚珠丝杠在制药压片机上的选型应用[J];伺服控制;2010年04期
9 张成虎;赵小虎;;基于小波分析的可疑金融交易时间序列研究[J];现代管理科学;2009年07期
10 费业泰;现代误差理论及其基本问题[J];宇航计测技术;1996年Z1期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 许桢英;动态测量系统误差溯源与精度损失诊断的理论与方法研究[D];合肥工业大学;2004年
2 马修水;三坐标测量机动态误差源分析、建模与修正技术研究[D];合肥工业大学;2005年
3 蒋敏兰;测量系统精度损失溯源与预测模型研究[D];合肥工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘春山;光栅测长仪动态误差测量实验研究[D];合肥工业大学;2005年
2 曾海平;基于经验模态分解法的滚动轴承故障诊断系统研究[D];浙江大学;2005年
3 李晓惠;动态测量误差分解及溯源研究[D];合肥工业大学;2006年
4 王东华;基于小波变换的虹膜识别算法的设计与实现[D];电子科技大学;2007年
5 莫云峰;精度损失实验系统的研究[D];合肥工业大学;2007年
6 李春虹;扰动基座下激光陀螺寻北仪的数据处理研究[D];国防科学技术大学;2006年
7 万学功;基于LabWindows/CVI与EMD方法的动态称重系统研究[D];江苏大学;2008年
8 西庆坤;摆线钢球行星减速器的误差分析及优化设计[D];西北农林科技大学;2008年
9 杨健;基于神经网络的动态误差建模及实验研究[D];合肥工业大学;2007年
10 黄小明;基于误差分解与溯源的动态精度实验系统设计[D];合肥工业大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱明星,张德龙;RBF网络基函数中心选取算法的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年01期
2 翟涌,张毅,张幽彤,程昌圻;车用发动机电控应用开发系统研究[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1998年02期
3 沙超群,张付军,黄英,葛蕴珊;电控汽油机初始MAP图的仿真计算[J];车辆与动力技术;2000年04期
4 杨立宏,钱耀义,李国良;人工神经网络技术用于发动机点火和喷油联合控制[J];车辆与动力技术;2001年02期
5 张付军,黄英,葛蕴珊,孙业保;共振型传感器用于爆震闭环控制系统的研究[J];北京理工大学学报;1999年06期
6 张红光,张付军,黄英,孙业保;车用电控汽油机实时爆震检测方案的研究[J];北京理工大学学报;1998年02期
7 肖亚平;国外轻型汽油车排放法规及控制技术的发展概况[J];北京汽车;2000年01期
8 吴庆文,王绍,姜述刚;Ⅰ-4发动机爆震特性的试验研究[J];北京汽车;1996年04期
9 张付军,黄英,甘海云,葛蕴珊,孙业保;汽油机怠速转速的模糊控制方法(英文)[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);2000年04期
10 吴平友 ,黄河,程庆;汽油发动机爆震分析与控制[J];传动技术;2003年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李向利;491Q型发动机电控汽油喷射系统的优化匹配研究[D];河北工业大学;2002年
2 陈华;发动机燃油单点喷射电子控制系统研究[D];四川大学;2002年
3 张晓丰;汽车发动机电子控制系统的半实物仿真研究[D];大连理工大学;2004年
4 邹华;电控汽油机控制策略分析与研究[D];武汉理工大学;2005年
5 袁鸯;发动机自适应建模及神经网络控制[D];南京航空航天大学;2005年
6 李盛成;车用发动机电控单元的开发[D];吉林大学;2005年
7 张昭昭;电控燃油喷射系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
8 彭生辉;内燃机爆震与爆震传感器的性能研究[D];合肥工业大学;2005年
9 李志刚;汽车燃油喷射系统电子控制器软件研究[D];武汉理工大学;2006年
10 方会咏;点燃式煤层气发动机电控单元的改进及点火控制系统的设计[D];合肥工业大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴文江;现代汽车爆震控制系统[J];汽车电器;1998年03期
2 左智慧;燃气发动机爆震及爆震控制[J];能源技术;2005年01期
3 王彦岩;杨建国;宋宝玉;张琨;;基于小波和可编程逻辑阵列的爆震控制[J];上海交通大学学报;2010年10期
4 王丰;发动机爆震控制系统[J];汽车与配件;1999年46期
5 于桂兰;舒星;;发动机爆震控制系统的改进[J];世界汽车;1988年05期
6 高青,金英爱,李明,方瑛;点燃式发动机临界爆震控制及其特性[J];吉林大学学报(工学版);2003年04期
7 左承基,方会咏,滕勤,左从兵;微机控制煤层气发动机点火系统的设计[J];山东内燃机;2005年02期
8 李元华;张丽丽;;486汽油机爆震控制以及气门落座对爆震控制的干扰分析[J];机电工程技术;2011年06期
9 俞庆严;具有爆震推迟的点火系统[J];汽车技术;1987年04期
10 高照亮;爆震与爆震控制系统[J];汽车维修;1999年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 靳军;李云鹏;田书林;;一种可编程的通用爆震检测模块的设计[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
2 张义宁;王家骅;张靖周;;两相多循环爆震波特性研究[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
3 李海鹏;何立明;陈鑫;曾昊;;不同结构形式凹面腔内的激波会聚起爆爆震波数值研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
4 刘世杰;林伟;林志勇;刘卫东;;连续旋转爆震波细致结构及燃烧室直径的影响[A];第十四届全国激波与激波管学术会议论文集(上册)[C];2010年
5 韩旭;周进;刘世杰;林伟;林志勇;;斜劈稳定斜爆震波驻定特性数值模拟研究[A];第十四届全国激波与激波管学术会议论文集(上册)[C];2010年
6 韩启祥;王家骅;;脉冲爆震发动机研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
7 欧红霞;;一例严重创伤复合伤患者的护理体会[A];全国第九届骨科护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编[C];2007年
8 陈仁松;高新军;;温度和压力对燃料脉冲爆震参数的影响研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
9 李建玲;范玮;邱华;熊姹;;脉冲正爆震波发动机理论与数值研究[A];第二届爆轰与爆震发动机研讨会摘要集[C];2011年
10 邱华;熊姹;严传俊;范玮;郑龙席;;爆震燃烧涡轮冲压组合发动机性能分析[A];第二届爆轰与爆震发动机研讨会摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 记者 李映;上下游厂商共同应对欧Ⅲ新标准[N];中国电子报;2005年
2 ;从欧Ⅱ到欧Ⅲ:做什么,怎么做?[N];中国电子报;2005年
3 重庆 李贵林 杨清德;火花塞维修点滴[N];电子报;2006年
4 记者 刘茜 实习生 吴哲 通讯员 胡燕妮;低标号汽油混充高标号很普遍[N];南方日报;2006年
5 本报记者 孙斌;摆脱油价束缚 马自达打出节油牌[N];华夏时报;2008年
6 记者 刘茜 通讯员 黄秀苗;成品油二次抽检近两成不合格[N];南方日报;2009年
7 本报记者 白薇;加油站整治不可懈怠[N];山西日报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王彦岩;汽油机爆震诊断与控制策略的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 杨文宏;爆震特征提取及累积量检测算法研究[D];吉林大学;2010年
3 刘成材;发动机爆震小波包变换分析及其特征提取研究[D];吉林大学;2010年
4 孙跃国;火花塞离子流信号的测试分析方法及与爆震关系的研究[D];吉林大学;2012年
5 李冰林;活塞式煤油发动机点火提前角仿真计算与试验研究[D];南京航空航天大学;2011年
6 陈林林;二冲程煤油发动机性能数值模拟与喷油控制研究[D];南京航空航天大学;2009年
7 李明;直喷汽油机稀薄燃烧与氮氧化物排放控制研究[D];天津大学;2010年
8 张彭岗;缓燃向爆震转捩特性研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 胡顺堂;全可变气门机构汽油机泵气损失控制及对燃烧过程的影响[D];天津大学;2009年
10 张鹏;均质压燃/缸内直喷双燃烧模式柴油机数值模拟与实验研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 方会咏;点燃式煤层气发动机电控单元的改进及点火控制系统的设计[D];合肥工业大学;2006年
2 陈斌;煤层气发动机电控单元硬件优化及控制规律研究[D];合肥工业大学;2007年
3 唐江;HCCI汽油机爆震控制的研究[D];天津大学;2008年
4 刘井生;GDI发动机ECU中几个功能模块的控制软件设计[D];合肥工业大学;2012年
5 李福荣;基于MC9S12微控制器的汽车发动机电子控制系统的研究[D];山东大学;2010年
6 刘斌;汽油机点火提前角及电子节气门控制仿真研究[D];华中科技大学;2009年
7 杨莹;汽车发动机电控系统设计及怠速仿真研究[D];武汉理工大学;2012年
8 徐新生;发动机设计参数正向开发平台建设及应用[D];湖南大学;2012年
9 于勇;低压直喷发动机稀释燃烧优化及爆震控制研究[D];天津大学;2012年
10 史宁;基于缸内压力波动方程推导的汽油机小型化爆震现象分析[D];天津大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026