基于BP神经网络的EGR和蒸汽喷射式柴油机性能和排放预测.pdf

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1、第5期内燃机No．52015年10月InternalCombustionEnginesOct．2015基于BP神经网络的EGR和蒸汽喷射式柴油机性能和排放预测庞加茂，徐燕铭，于志民，柳英利(天津海运职业学院，天津300350)摘要：根据MARPOL公约附则Ⅵ，为了达到更低的大气污染排放标准，多种方法和手段被应用于船用柴油机。本文中，在现有柴油机技术废气再循环(ExhaustGasRecirculation，简称EGR)的前提下，增加了电子控制的喷射蒸汽进入柴油机燃烧室中，在反向传播(BackPropagation，简称BP)神经网络的基础之上，对排放中产生的

2、cO：，NOx和燃油消耗率、有效功率进行分析预测。同时，将预测的结果和实验过程中的结果相比较。这些结果表明，在BP神经网络的帮助下，排放和性能参数可以进行高精度的预测，也进一步验证了神经网络的准确性和收敛性。关键词：柴油机；EGR；蒸汽；人工神经网络中图分类号：U664文献标识码：A文章编号：1000—6494(2015)05—0011—03EGRBasedonBPNeuralNetworkandPredictiontoPerformanceandEmissionsofSteamInjectionDieselEnginesPANGJiamao，XUYanmi

3、ng，YUZhimin，LIUYingli(TianjinMaritimeCoHege，Tianjin300350)Abstract：Accordingtotheappendix1VofMARPOLconvention，inordertomeettheloweredatmosphericemissionstandardsfrompollution，avarietyofwaysandmeansare印pliedtomarinedieselengines．UnderthepremiseoftheexistingdieselenginetechnologyExha

4、ustGasRecirculation(EGRforshoa)，thisarticleincreaseselectroniccontroHedinjectionsteamintothedieselenginecombustionchamber；,basedonBackPropagation(BPforshort)neuralnetwork，itcarriesanalysesandpredictionforC02，NOx，fuelconsumptionrateandeffectivepowerintheemission．Meanwhile，thepaperco

5、mparesthepredictedresultswiththeresultsinexperimentalprocess，whichindicatesthatwiththehelpofBPneuralnetwork，emissionsandperformanceparametersCanbepredictedwithhishprecision，whichfurtherverifiestheaccuracyandconvergenceofneuralnetwork．Keywords：dieselengine；EGR；steam；artificialneural

6、network0前言为了提高船用柴油机的性能和减少排放，各大柴油机制造厂商不得不考虑创新的技术以便获得更加广阔的船用柴油机市场和应对IMO越来越严格的排放标准。人工神经网络(ArtificialNeuralNetwork，简称ANN)被广泛使用于解决科学和工程问题，本文中建立的模型可以预测船用柴油机性能和排放，对船用柴油机研究提供了重要的数据和价值。为了预测柴油机的性能和排放等参数，文献作者简介：庞加茂(1985一)，男，天津人，助教，主要从事船舶柴油机性能的研究和教学工作。收稿日期：2015—05—22[1]采用神经网络拟合了柴油机的转速和扭矩，研究了燃油

7、的不同成份对柴油机排放的影响。文献[2】采用神经网络为预测手段，研究了多缸柴油机中氮氧化物的排放。文献[3】采用神经网络预测了柴油机使用乳化燃油情况下的排烟温度和废气排放。文献[4]研究了柴油机喷射压力、转速和气阀开度的改变对柴油机性能和排放的影响。根据上述文献结果表明，利用人工神经网络是一种功能强大的建模工具，能够有效识别输入数据和输出数据之间的关系。本研究正是采用人工神经网络，对蒸汽喷射式和EGR柴油机进行建模，预测柴油机运转过程中的排放(NOx，CO，)和性能参数(有效功率、燃油消耗率等)。为了验证建模内燃机2015年10月的有效性，将模型结果与实验结

8、果相比较。1EGF：I技术废气再循环系是将柴油机产生