杨浩翻译第二篇

《杨浩翻译第二篇》由会员分享，可在线阅读，更多相关《杨浩翻译第二篇（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、长 春 大 学 毕业设计（论文）译文纸共 18 页 第 1 页 装 订 线 燃烧控制的迅速控制模型系统摘要对燃烧的控制是获得更好的燃烧效率和较少的污染排放的关键因素之一，也是内燃机,火花塞点火和 HCCI（均质压燃）发动机的关键。本论文介绍的是一种低消耗，高性能的系统，这个系统以商业软件和各种硬件作为基础，允许控制的实现和基于燃料分析的诊断策略的实现。本论文还介绍了迅速控制模型（RCP）的有点。（用户友好开发工具，实时校准等）我们可以借助于例如一种汽缸内部传感器，或者一个依赖于各种用用程序的电离电流测量系统来获得燃烧过程的信息。信号由一个快速采样系统所采集，这个系统处在一个给定的曲轴角度窗口中

2、。根据说采集的信息，我们就可以处理这个输入信号了，为了评估诊断或者控制参数， （这些参数可以在相同发动机循环的终点所测量到）并且最后用于发动机控制参数的校准。本系统定义并且配备了发动机爆震检测测绘的各种应用程序。一旦气缸内部压力传感器和加速度传感器同时发出的信号被检测为是爆震敏感信号，标配的可变磁阻传感器就会发挥作用。曲轴位置和凸轮轴位置信号对于为任务打开窗口，把分析爆震的相关信号限制在发动机循环的精确位置。本系统经证实是效率极高的，它能够通过不同的窗口同时分析四个信号，而且该系统不受窗口位置和尺寸大小的限制，也不瘦发动机速度的限制。本系统也被应用在其他设备上，例如在 50%大量燃料燃烧（MF

3、B）曲轴角度设置器上，或者应用在柴油燃烧控制实时热分析上，或者在 HCCI 发动机上也有所应用。1. 介绍：车辆控制和诊断应用程序正变得越来越复杂，同时对于策略的最终安装在电子控制总成（ECU）和在测试台上对发动机的测试上。对于高采样率系统的要求也有所增加。应为采样信号的频率趋于更高。高采样系统允许获取信号并且通过一个离线的过程来设计控制/诊断方法。算法一经确定，他就会在网上获得应用。这意味着输入信号已被实时安装。安装目标软件一般较为耗时，而且必须经过严格的校核，另一方面，RCP 系统通常不以快速采集和分析信号为方向。由于发动机内部燃烧（发动机循环的一部分）产业较为匮乏，那么该系统地一个有用的

4、特点是它能够采长 春 大 学 毕业设计（论文）译文纸共 18 页 第 2 页 装 订 线 样和分析角度窗口所发出的信号， 。一个改进了的 RCP 系统能有这样的表现对于基于快速角度信号分析的算法的发展是必要的。对于此类问题的解决正变得更加富有挑战性。如果发动机的速度能达到非常高（赛车发动机）的时候。这些技术可以归为爆震测试技术。这些现象通过观察爆震敏感信号来进行诊断（汽缸内部压力为1-4，加速针1-2,离子电流5-6）通过给定的发动机循环部分，信号必须在高采样率下采集，并实时分析，而且检测结果必须及时获取（在接下来的燃烧代替相同的气缸之前）此装置上所应用的硬件必须有以下表现：一获取高的采样率数

5、据引用曲轴角度敏感信号快速的数据处理和计算我们需要一个非常相似的装置来联网表现热放射分析：汽缸内部压力信号必须在燃烧冲程之内采集和分析（例如 50%MFB）也必须要实时表现。结果要被应用在控制或诊断目的，同时被应用在火花塞点火和柴油机上。例如，点火提前角可以通过 50%MFB 的反馈信息进行控制，当混合柴油机的连接模式能被通过比较角度和已测量的热辐射波形的反馈控制时7，甚至 HCCI 燃烧都可以被检测和控制。 （例如通过找到一个适当的接入开始和废气循环率8）通过相同的装置。有关低消耗的汽缸内部压力转换器的新闻9提出了一种为未来的发动机装备的车载应用程序：RCP 系统可以配备为发动机控制和诊断的

6、新的气缸内部压力策略，来确保之前提到的优点的实现。最后，不仅仅是对燃烧检测，还有其他的策略能够收益于改进了的 RCP 系统。例如，熄火监测技术的参数校正相位可以提高10：熄火监测的最常用的技术是燃烧事件的测量技术（即，曲轴转过一个特定的角度所需要的时间） 。为了优化用于对燃烧时间测量的窗口是可以根据（曲轴角度开始）的延期和位置所选择的测量结果。根据测试台和车辆测试，最优化的设计一般是离线的，但如果 RCP 系统能够采集信号，并实时采集时间间隔数据，那么它将会很容易的装备。根据前文所述，RCP 系统必须表现快速的采集分析输入：采集率必须根据输入信号的频率进行选择。一个更好的有关气缸内部压力信号的

7、角坐标分辨率可由一度样品所获得：在非常高速的发动机上这就意味着采集率必须在 100HZ 的范围内。这个值是根据每一个采样通道所确定的。 （每个频率 100ks/s）至于振幅分辨率，是 14比特（16384 输入水平） 。是出于中间值的需要，尽管 16 比特能获得更好的精度。有一个模拟输出通道也是很有用的，这个通道能够保证循环信号的稳定。例如来自装备诊断算法的结果的提醒，或者信号模拟传感器的输出。数字 I/O 接口也应用在信号的接收和发射上。这些信号的类型依赖于以下应用程序：对于制动器命令长 春 大 学 毕业设计（论文）译文纸共 18 页 第 3 页 装 订 线 代的数字输出的使用需要很长时间，

8、例如，如果信号被应用在喷油嘴或喷油线圈上时，发射信号所消耗的时间要在一微秒之内，而且通道必须独立。对于数字输入，一些应用程序也对性能有所要求：对于角度窗口持续时间的测量，对于减少测量时间的质量误差，高频（20MHZ）和高分辨率（24 比特）是必要的。然而，硬件的核心，也是系统的大脑。例如，允许实时信号采集和评估部分。系统的这个部分必须允许基于代数和逻辑的操作和数字信号的过滤，外推法，数据存取，还有其他一切系统所需要的东西。程序必须是循环友好型的（对于目标硬件来说） ，每一个变化必须实时获取（或改变） ，而且没一个变化必须容易找出。系统必须能够非常迅速的对输入和输出信号进行快速的操作（同时对于模

9、拟和数字通道也是如此） 。本文介绍了一种可重构的硬件，这个硬件必须确保操作的确定性一个非常高的 I/O 采集通道，高速计算的表现。这些特点可以依赖于 RCP 的布局来实现（例如在11中所描述的那样） 。但如今，相同的性能可以通过更为廉价的设备所实现，这就更多的需要注重速度而不是记忆或者计算了：那么 FPGA（现场可编程逻辑门阵列）因此就成为最终选择了。这种装置可以传输真实的硬件对应码和实时执行：这就意味着，在代码编译和下载之后，每一个线圈将会同时执行，没有由于线圈延时计算循环时间而导致的过度和不执行的缺点。此应用程序上所应用的硬件是 NI PXT7831R.这个硬件安装在 PXI 地盘上（是一

10、个独立的单元） 。他提供 8 个 16 比特的不同的模拟输出通道（最大更新率为1MS/S）和 96 个数字输入/输出通道。他在一个计时中能跑到 40MHZ 并且它能在一个计时循环中执行大多数操作。这个计时循环可以应用在数字 I/O 信号上，他的计时尺度也是可靠的。对于 ADCs 不直接供应 FIFO（先进先出）命令时是非常值得注意的，但每一个样本都能被无延迟的处理，这使得高频率，实时控制线圈或处理的设计成为了可能。这个可编程的部分由 11520 个等价的逻辑单元组成，它极其具有可配置性。这个硬件被应用在单独操作模式上，通过电脑来实现。这是可以实现的。因为所有的需求特性都集成在一个单一的硬件上。

11、该硬件上所使用的软件叫LabVIEW FPGA。因为浮点过程不受 FPGA 所支持，若以这个程序必须通过使用整数变化来执行，这个问题的解决不会造成太大的浪费。2. 发动机的敲缸诊断自从这个系统进行了彻底的重新配置，许多不同的应用程序将会实施，这现在已经完成试用点火装置和注射型的一代（全部通过 ECU 的应用程序）与发动机的燃长 春 大 学 毕业设计（论文）译文纸共 18 页 第 4 页 装 订 线 烧诊断。这个应用程序深刻地描述了相关于发动机绘图的敲缸诊断：这个计划的目标的是设置一个能够识别敲缸状况的系统，允许点火提前筹划的自动选择。这个系统的特点是就有赛车发动机的导向性。首先，在操作系统中，

12、发动机的转速不能代表一个限度，安全的目标转速是 20000 rpm。并且，敲缸指示器不一定依赖发动机的测试：赛车发动机经常承受一些微小的变化，这些变化不一定受一些检测参数的影响，否则，发动机的以来标度将会改变。由于相同的原因，发动机运行状况的独立指标将会提高：这个特点是避免浪费时间阶段。至于用传感器进行诊断，处理测试工作台的应用程序，气缸压力应考虑其是否有效。最后，这个系统必须尽可能“即插即用” 。这个系统没有必要装备额外的硬件来处理信号。多种信号的处理方法在本文献中的1-6节中有所提及。为了强调敲缸，大部分都依赖发动机气缸压力信号的振幅的变化。在爆燃中可以观察到燃烧的共振频率对信号扩大达到的

13、最大值。而这主要依赖于气缸钻和燃烧后的温度。首先，三种震动模式频率通常在 520KHZ 的范围内，在曲轴角度窗口中可以观察到，在这里，压力振幅是最明显的。依靠选择探测的方法论。在过滤气缸压力信号时 ，敲缸是指被定义在观察窗口不同的操作实施最普遍的指数。定义如下：带通过滤压力信号的顶峰值（ppmax）带通过滤压力信号的面积值（MSV）带通过滤压力信号的积分绝对值（ID）带通过滤压力信号的三阶导数最大值（D3）这些指数已经在应用程序和对照中给予考虑。为了减少信号噪音，考虑到需要确定的极限值，信号-噪音比率和诊断的稳定性。对这个结果的一个比较得出了一些参数。其他的检测方法论，根据数据统计的分析最初予

14、以考虑，但最终还是放弃了，那是因为在严重的敲缸情况下的不可靠性的回应。3. 试验计划这个系统装备了 FPGA 单元，它已经完成在测试台上的检测，有两种不同的汽油发动机：一种是 1.2 公升，4 缸发动机和四缸赛车发动机。这两种发动机在稳定状况和控制瞬变状况下运行，不同点火提前角遵循 ECU maps 系统。首先，这个设计信号已经被取样和分析；之后，这些数据被 FPGA 中的循环硬件所检测；最后，这个系统将在目前的发动机上检测这些数据。曲轴转速传感器，周期参考数据和气缸压力信号。在 RCP 系统中取样一个重要目标，已经在 RCP 系统介绍中避免了一些长 春 大 学 毕业设计（论文）译文纸共 18 页 第 5 页 装 订 线 发动机的变化：曲轴位置监测和周期参数使用的参数是最初的装置，它们的信号在200KHZ 时取样。在一些粗劣的位置信息中，改善精度。于压力信号，它是目前的应用程序中的比率是 100KHZ。4. 发动机曲轴位置和周期参数检测虽然不同发动机所用的传感器类型不同，通常使用霍尔效应或者 VSR 类型的装置来确定曲轴角度和周期参数。