一種柴油機實時模型的壓氣機流量特性擬合方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種柴油機實時模型的壓氣機流量特性擬合方法，首先在可顯示壓氣機流量特性MAP特性曲線圖的可視化界面上，手動刪除明顯偏離錯誤流量、效率點；再刪除超過預設范圍轉速、壓比的點，然后使用數(shù)值擬合算法對于這些數(shù)據(jù)進行處理，構造出滿足特定指標的擬合函數(shù)；使用構造出的擬合函數(shù)計算MAP所需的網(wǎng)格點的數(shù)值；再對這些計算出的數(shù)值進行范圍檢查，限制計算得出的數(shù)值不超過設定的最大值；然后對上一步得到的數(shù)值進行斜率檢查，刪除并重新計算斜率不符合要求的點。本發(fā)明的壓氣機特性數(shù)據(jù)擬合方式可以更加準確的反映壓氣機特性，避免數(shù)值處理過程中帶來誤差，盡可能減小原始數(shù)據(jù)中錯誤數(shù)據(jù)對仿真準確性的影響。
【專利說明】一種柴油機實時模型的壓氣機流量特性擬合方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于柴油機壓氣機流量特性數(shù)據(jù)處理領域，具體涉及一種柴油機實時模型 的壓氣機流量特性擬合方法。

【背景技術】
[0002] 壓氣機的工作狀況由進口壓力，進口溫度，轉速和流量等四個獨立變量決定的，在 進氣條件一定的條件下，壓氣機的壓比、效率隨流量、轉速變化的關系通常稱為壓氣機的流 量特性。用曲線表示這些參數(shù)之間的關系稱為特性曲線。
[0003] 對于HIL測試系統(tǒng)而言，模型的穩(wěn)定性與動態(tài)工作過程是HIL實時仿真的重要組 成部分。壓氣機的流量特性計算精度、實時性和可靠性對發(fā)動機的仿真有很大影響。對于 壓氣機的建模，一般采用基于特性MAP的方式，即根據(jù)壓氣機轉速與壓比由壓氣機的流量 特性MAP查得壓氣機的流量與效率，并使用進氣溫度根據(jù)相關公式計算得到壓氣機消耗的 功率與壓氣機出口溫度。
[0004] 對于流量特性MAP，其數(shù)據(jù)來源一般為：（1)由壓氣機特性試驗或發(fā)動機臺架實驗 得到，（2)壓氣機廠家提供壓氣機特性曲線圖，對其進行處理得到所需數(shù)據(jù)。而帶來的問題 為：試驗得到的部分數(shù)據(jù)存在較大測量誤差，試驗通常難以覆蓋所有工況；壓氣機特性曲 線圖中的曲線不可能都正好通過MAP中的網(wǎng)格點，這些網(wǎng)格點的數(shù)據(jù)需要計算估計，會帶 來一定的誤差；試驗數(shù)據(jù)或特性曲線圖一般含有的數(shù)據(jù)較少，不能覆蓋全部發(fā)動機運行的 全部工況。因此需要對原始特性數(shù)據(jù)進行處理并進行數(shù)值處理來減少不準確的原始數(shù)據(jù)帶 來的誤差，并且實現(xiàn)對未覆蓋的部分進行擴展。
[0005] 目前對于壓氣機原始特性數(shù)據(jù)的處理方式一般為直接使用或使用簡單的插值方 式進行處理，對于原始數(shù)據(jù)覆蓋的網(wǎng)格點數(shù)據(jù)直接使用，非網(wǎng)格點上的數(shù)據(jù)則使用內(nèi)插或 外插法進行擴展。對于內(nèi)部插值部分，可能會使MAP平滑性不好，影響模型仿真過程的穩(wěn)定 性。對于外部插值，可能會放大邊界數(shù)據(jù)的誤差。
[0006] 目前的壓氣機特性數(shù)據(jù)簡單處理方法中，未考慮已有數(shù)據(jù)中可能出現(xiàn)的誤差較大 點，并且對于數(shù)據(jù)的擴展，沒有確切的指標。在HIL系統(tǒng)中可以滿足較一般的控制器控制策 略的測試，能夠實現(xiàn)氣路的閉環(huán)調試。但是隨著發(fā)動機和汽車排放標準的提高，控制器的控 制策略越來越復雜，氣路部分的計算需要更加精確?，F(xiàn)有的處理方式在精度方面已無法滿 足需要，影響HIL系統(tǒng)對控制器的功能測試。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明就是為了解決現(xiàn)有技術的不足和缺陷，而提供了一種柴油機實時模型的壓 氣機流量特性擬合方法。該方法是在簡單壓氣機特性數(shù)據(jù)處理方式上進行的改進與完善， 對壓氣機特性數(shù)據(jù)進行擬合處理，不要求近似曲線通過全部的已知點，只要求曲線能反映 數(shù)據(jù)的基本趨勢，避免部分有誤差數(shù)據(jù)帶來更大的誤差。
[0008] 本發(fā)明采用的技術方案：
【權利要求】
1. 一種柴油機實時模型的壓氣機流量特性擬合方法，其特征是： ① 首先在可顯示壓氣機流量特性MAP特性曲線圖的可視化界面上，手動刪除明顯偏離 錯誤流量、效率點； ② 再刪除超過預設范圍轉速、壓比的點，然后使用數(shù)值擬合算法對于這些數(shù)據(jù)進行處 理，構造出滿足特定指標的擬合函數(shù)； ③ 使用構造出的擬合函數(shù)計算MAP所需的網(wǎng)格點的數(shù)值； ④ 再對這些計算出的數(shù)值進行范圍檢查，限制計算得出的數(shù)值不超過設定的最大值； ⑤ 然后對上一步得到的數(shù)值進行斜率檢查，刪除并重新計算斜率不符合要求的點。
【文檔編號】G06F17/50GK104102770SQ201410304728
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月28日 優(yōu)先權日:2014年6月28日
【發(fā)明者】孟長江, 齊自達, 劉濤, 智海峰, 高華偉, 傅文林, 曹春芳, 高海巖 申請人:中國北方發(fā)動機研究所(天津)