【摘要】：本文以目前國內(nèi)國際較關(guān)注的發(fā)動機(jī)缸內(nèi)壓力檢測和失火故障診斷為研究對象,經(jīng)分析知發(fā)動機(jī)內(nèi)部壓力是指示發(fā)動機(jī)內(nèi)部狀態(tài)最直接的觀測量,發(fā)動機(jī)失火故障會對曲軸轉(zhuǎn)速有較大的影響,而無論缸內(nèi)壓力還是失火故障,均與曲軸轉(zhuǎn)速相關(guān),進(jìn)而驗(yàn)證總結(jié)了一種基于轉(zhuǎn)速拓展卡爾曼濾波器和調(diào)頻傅里葉級數(shù)的發(fā)動機(jī)內(nèi)部壓力檢測的方法,以及基于轉(zhuǎn)速拓展卡爾曼濾波器和轉(zhuǎn)速模型時(shí)頻變換及缸壓模型殘差序列邏輯處理的發(fā)動機(jī)失火故障診斷的方法。針對發(fā)動機(jī)內(nèi)部壓力檢測,本文旨在解決現(xiàn)存在的侵入式壓力傳感器由于發(fā)動機(jī)較為惡劣的運(yùn)行環(huán)境導(dǎo)致的壽命較短、可靠性較低,以及成本較高等問題。利用發(fā)動機(jī)做功能量轉(zhuǎn)化定理結(jié)合牛頓能量定律建立起發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模型,進(jìn)而建立與節(jié)氣門開度和負(fù)載相關(guān)的轉(zhuǎn)速迭代模型,利用擴(kuò)展卡爾曼濾波器對已建立的轉(zhuǎn)速模型進(jìn)行優(yōu)化,得到最優(yōu)輸出值,提高模型的精度,完成線性化處理。利用奧拓循環(huán)搭建做功循環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)模型,利用工程熱力學(xué)知識對缸內(nèi)壓力峰值進(jìn)行求取,而后利用壓力峰值和轉(zhuǎn)速最優(yōu)估計(jì)分別進(jìn)行24階傅里葉級數(shù)的頻率、幅值的調(diào)制,最終完成對發(fā)動機(jī)汽缸壓力辨識。最后采用汽研所提供的大眾EA211發(fā)動機(jī)進(jìn)行實(shí)車驗(yàn)證,以驗(yàn)證提出的模型和算法的有效性、可靠性和精確性。針對發(fā)動機(jī)失火故障診斷,本文將失火故障按照“穩(wěn)態(tài)工況”和“動態(tài)工況”進(jìn)行分析。針對“穩(wěn)態(tài)工況”,節(jié)氣門開度與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速對應(yīng)的汽缸做功頻率關(guān)系的預(yù)測,采用L-M算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行,缸內(nèi)壓力采用傅里葉級數(shù)進(jìn)行處理,以得到辨識的缸壓。將曲軸轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)映射的汽缸壓力模型與所辨識的缸內(nèi)壓力模型進(jìn)行比較,進(jìn)而得出失火診斷結(jié)果;并對辨識的壓力模型進(jìn)行相位和頻率補(bǔ)償,提高診斷精度及診斷方法泛化性。在出現(xiàn)失火故障后再次進(jìn)行相位和頻率補(bǔ)償,使辨識的模型具有強(qiáng)跟蹤性。針對“動態(tài)工況”,失火故障可按照失火缸數(shù)進(jìn)行失火類別的分類,對失火類型分類的特征量(報(bào)警閾值)可對擴(kuò)展卡爾曼濾波器的最優(yōu)觀測值與實(shí)測轉(zhuǎn)速值的殘差變化率在頻率特性上進(jìn)行分析得出,利用此報(bào)警閾值設(shè)計(jì)失火診斷策略。發(fā)動機(jī)失火屬于破壞性試驗(yàn),所以本方法針對不同失火類型,以及方法對非失火工況和失火工況診斷的有效性,精確性和可行性可由利用業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可的AMESim軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U472

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王銀輝;黃開勝;林志華;王東亮;;發(fā)動機(jī)多缸隨機(jī)失火診斷算法研究[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2012年01期

2 胡杰;顏伏伍;;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽油機(jī)失火故障診斷方法的研究[J];汽車工程;2011年02期

3 任衛(wèi)軍;賀昱曜;張衛(wèi)鋼;;基于曲軸段加速度的內(nèi)燃機(jī)失火故障在線診斷[J];汽車工程;2010年04期

4 胡重慶;李艾華;朱春紅;張煜;;基于瞬時(shí)轉(zhuǎn)速統(tǒng)計(jì)分析的內(nèi)燃機(jī)失火檢測[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);2009年05期

5 沈花玉;王兆霞;高成耀;秦娟;姚福彬;徐巍;;BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層單元數(shù)的確定[J];天津理工大學(xué)學(xué)報(bào);2008年05期

6 欒軍英;王虹;田昊;唐力偉;;利用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速診斷電站系統(tǒng)中原動機(jī)的失火故障[J];機(jī)械強(qiáng)度;2006年S1期

7 侯玉春;黃震;李德鋼;羅馬吉;;發(fā)動機(jī)缸內(nèi)壓力信號頻譜分析及濾波方法的研究[J];振動與沖擊;2005年04期

8 孫麗穎,屈丹,閆鈿;傅里葉變換與小波變換在信號故障診斷中的應(yīng)用[J];遼寧工學(xué)院學(xué)報(bào);2005年03期

9 于明進(jìn),程勇,吳波,張立梅;試驗(yàn)確定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量的一種新方法[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2005年06期

10 楊梅,張振文,孫宏強(qiáng),張永弟;小波分析與傅里葉分析的比較及其在故障診斷中的應(yīng)用[J];中國測試技術(shù);2005年02期

本文編號：2805111