Совершенствование управления бензинового двигателя с использованием искусственных нейронных сетей

• Автор: Смирнов, Алексей Борисович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
1. Способы реализации нейронного управления подачей топлива в бензиновом двигателе
1.1. Причины необходимости повышения точности управления подачей топлива
1.2. Факторы, влияющие на состав смеси в двигателе при впрыскивании топлива во впускной трубопровод
1.3. Принципы построения управления подачей топлива
1.4. Анализ возможного применения искусственного
интеллекта для задачи управления подачей топлива
1.5. Схемы реализации управления подачей топлива с использованием нейронных сетей
1.6. Возможный способ разработки нейросетевых технологий управления с применением персонального компьютера
1.7. Выводы и постановка задачи
2. Методики расчётных и экспериментальных исследований
2.1. Описание программной среды компьютерного моделирования
2.2. Описание автоматизированной моторной установки
3. Расчётные исследования алгоритмов нейронного управления подачей топлива двигателя
3.1. Разработка многорежимного корректора с нейронными коэффициентами
3.2. Разработка многорежимного нейронного корректора
3.3. Методы подбора управляющего воздействия корректора
3.4. Применение процедуры классификации и кластеризации при подборе параметров корректора

3.5. Методика реализации искусственных нейронных сетей в
стандартных ЭСУ
4. Экспериментальные исследования алгоритмов нейронного
управления подачей топлива
4.1. Идентификация параметров динамической
многопараметрической модели двигателя
4.2. Проверка методики подбора управляющего воздействия корректора по ограниченному количеству обращений к двигателю
4.3. Автоматизированная настройка многорежимного корректора с нейронными коэффициентами, реализованного в блоке
электронного управления
4.4. Проверка эффективности работы корректора
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение 1. Акт внедрения в производство
Приложение 2. Акт 1 внедрения в учебный процесс кафедры
"Теплотехника и автотракторные двигатели"
Приложение 3. Акт 2 внедрения в учебный процесс кафедры "Теплотехника и автотракторные двигатели"

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
Блок управления - блок электронного управления двигателем
ДЗ - дроссельная заслонка
ДАД - датчик абсолютного давления воздуха во впускном трубопроводе за дроссельной заслонкой
ДМРВ - датчик массового расхода воздуха Корректор - корректор подачи топлива, компенсирующий состав смеси на стехиометрическом уровне при работе двигателя на неустановившихся режимах
Нейронная сеть - искусственная нейронная сеть ОЗУ - оперативное запоминающее устройство ПЗУ - постоянное запоминающее устройство ПК - персональный компьютер
Статические параметры работы двигателя - параметры работы двигателя, определяемые на установившемся режиме
Динамические параметры работы двигателя - параметры работы двигателя, определяемые на неустановившемся режиме ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь ТНИМ - широтно-импульсная модуляция ЭСУ - электронная система управления двигателем

2. Методики расчётных и экспериментальных . исследований ;
Технологии нейронного управления отрабатывались в два этапа. Сначала реализовывались расчётные модели схем, проводилось их имитационное моделирование, а затем производилась экспериментальная проверка работы схем управления в стендовых условиях. В качестве основы для построения моделей использовался математический пакет "МАТЬАВ", а экспериментальная отработка решений проводилась в сериях испытаний на автоматизированном моторном стенде [2].
При проведении серий расчётных1'исследований и моторных испытаний оптимизация параметров корректоров проводилась в условиях постоянного (для каждой серии) объёма выборки данных, что позволило использовать в качестве критерия оптимизации - сумму квадратов отклонений заданной и реальной кривых сигнала & (или подачи топлива - для1 методики1,1 подбора параметров,' использующей ограниченное количество обращений к двигателю).
В связи с тем, что в работе исследуется только задача управления а, то в качестве объекта управления - двигателя - выступала 6-ти параметрическая модель топливной ■ плёнки.-Три“параметра модели изменяли своё значение в зависимости от скоростного и нагрузочного режима работы двигателя, а три остальных являлись постоянными величинами.
2.1. Описание программной среды компьютерного
!"{я • |о НК;! ‘чмс: •*.:"» Л
моделирования
Для современного разработчика . алгоритмов управления ЭСУ чрезвычайно важным оказывается использование интегральных сред визуального динамического моделирования и представления