基于RBF神经网络的电喷天然气发动机空燃比控制.pdf

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1、第43卷第3期2014年6月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．43No．3Jun．2014·测控技术·基于RBF神经网络的电喷天然气发动机空燃比控制任金霞何富江曹威锋(江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000)摘要：电喷天然气发动机空燃比在工况突变时会剧烈波动，为提高控制精度，使用RBF神经网络和前馈PID控制算法相结合．由当前工况决定燃料基本喷射量．再由RBF神经网络预测的空燃比信号传递给PID控制器进行反馈调节。此外利用Matlab／Sinmlink软件进行仿真，建立了电

2、喷天然气发动机空燃比仿真模型。仿真结果表明，该控制方法在节气门及发动机转速突变的情况下，过渡时间较PID算法明显减小．控制精度亦有提高。关键词：内燃机天然气发动机空燃比RBF神经网络中图分类号：TK464文献标识码：A文章编号：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引言天然气作为发动机的理想燃料，在经济性和排放性方面都优于汽油，电喷天然气发动机的动力性与空燃比

6、紧密相关。此外电喷天然气发动机的三元催化转化器的转化效率和空燃比密切联系，其经济性、排放性受空燃比的影响非常大。因此，对空燃比的精确控制[1]对发动机性能提高有着积极的影响。目前空燃比的精确控制是国内外的研究热点，用于控制的方法也有很多，如基于模型的控制方法、自适应控制算法、模糊算法等。本文采用RBF神经网络和常规PID控制算法相结合的空燃比控制方法，针对天然气发动机的延迟，采用RBF神经网络对空燃比进行作者简介：任金霞(1970一)，女，副教授，硕士，主要研究方向为智能优化算法。70小型内燃机与摩托车第43卷预测[2．3]，而后将预测的空燃比信号传递给PID控

7、制器控制燃气量，从而实现空燃比的实时闭环控制。并利用Matlab／Simulink软件建立RBF神经网络电喷天然气发动机的仿真模型[4]，在工况突变的各个情况下进行仿真实验。1影响电喷天然气发动机产生延迟的凼素电喷天然气发动机空燃比控制就是控制缸内混合气浓度，目前的空燃比传感器只能安装在排气管内而不是直接监测混合气浓度，因此会造成空燃比控制系统的延迟。其延时包括混合气形成过程的传播延迟、混合气体点燃的着火延迟、燃烧完成后废气到氧传感器的传播延迟、传感器的响应延迟。混合气体形成过程的传播延迟与发动机的转速、进气门及排气门的开度有关。由于天然气分子结构和物理特性比较

8、稳定，因此有着火慢的特点