點火提前角預測系統(tǒng)及其方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)標定的領域，更具體的涉及一種點火提前角預測 系統(tǒng)及其方法。
【背景技術】
[0002] 點火提前角是指從點火時刻起到發(fā)動機活塞到達壓縮上止點,這段時間內(nèi)曲軸轉 過的角度?；旌蠚鈴狞c燃、燃燒到燒完有一個時間過程，最佳點火提前角的作用就是在各種 不同工況下使氣體膨脹趨勢最大段處于活塞做功下降行程，這樣效率最高，振動最小，溫升 最低。
[0003] 點火提前角對汽油機動力性、燃油經(jīng)濟性及排放均有重要影響，其控制是汽油機 電控系統(tǒng)的重要內(nèi)容之一，目前汽油機點火提前角都通過臺架試驗來標定，即以某種性能 為優(yōu)化目標，然后確定點火提前角與運行工況之間的關系。由于標定試驗不能覆蓋所有的 運行工況，非試驗測定的工況通常采用插值方法確定點火提前角，而插值方法存在一定誤 差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術中在預測點火提前角的實驗運行工況不夠全面的不足，本發(fā)明 提供一種點火提前角預測系統(tǒng)及其方法。
[0005] 本發(fā)明的技術方案是：一種點火提前角預測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括： 信號采集單元，采集影響點火提前角的發(fā)動機轉速、負荷和冷卻水溫參數(shù)； 處理器，連接并接收信號采集單元的信號，利用粒子群優(yōu)化RBF模型分析處理信號采 集單元的參數(shù)信號輸出發(fā)動機的點火提前角； 顯示終端，連接處理器，接收并顯示處理器處理輸出的點火提前角結果。
[0006] 所述信號采集單元包括轉測量發(fā)動機轉速的速傳感器、測量發(fā)動機負荷的測功器 和測量發(fā)動機內(nèi)部冷卻水溫度的溫度傳感器。
[0007] 所述處理器包括數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中包括點火提前角的試驗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù) 用于粒子群優(yōu)化RBF模型的機器訓練。
[0008] 所述顯示終端包括顯示器和輸入鍵盤，顯示器用于處理器輸出的結果，輸入鍵盤 用于工作人員輸入指令和更改指令。
[0009] -種點火提前角預測系統(tǒng)的方法，該方法步驟包括： 步驟一、建立RBF模型，利用粒子群算法優(yōu)化訓練RBF模型參數(shù)，得到最優(yōu)模型； 步驟二、改變發(fā)動機負荷，記錄發(fā)動機待測參數(shù)數(shù)據(jù)和點火提前角； 步驟三、采用粒子群優(yōu)化RBF模型對待測發(fā)動機參數(shù)進行分析預測，輸出最優(yōu)點火提 前角； 步驟四、輸出的點火提前角信息結果顯示在顯示終端上； 步驟五、點火提前角和對應的發(fā)動機參數(shù)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。
[0010] 所述步驟三中的待測發(fā)動機參數(shù)包括發(fā)動機的轉速參數(shù)、負荷參數(shù)和冷卻水水溫 參數(shù)，分別是由轉速傳感器、測功器和溫度傳感器測量得到的。
[0011] 所述步驟三中的粒子群優(yōu)化RBF模型的步驟包括： A. 初始化粒子群：確定粒子群的規(guī)模，初始位置和速度，根據(jù)約束條件對每個粒子 初始化； B. 計算每一個粒子的目標函數(shù)值，即所要優(yōu)化函數(shù)的值； C. 更新每一個粒子a的位置局部最優(yōu)值Pbest和全局最優(yōu)值Gbest ; D. 更新每一個粒子a的飛行速度和位置； E. 判斷數(shù)據(jù)是否達到RBF模型標準，達到標準跳出循環(huán)，并計算相關系數(shù)，否則返回 的步驟B，直到滿足迭代的次數(shù)； F. 返回最優(yōu)a的值，并將最優(yōu)化的參數(shù)傳遞給RBF模型。
[0012] 所述RBF模型的建立包括三個部分： RBF神經(jīng)網(wǎng)絡構建，隱層節(jié)點的"基"構成隱層空間，確定RBF的中心和映射關系； RBF神經(jīng)網(wǎng)絡訓練，以目標函數(shù)最小化為準則對隱層各個節(jié)點的中心點與偏差以及輸 出權值進行調整修正； RBF神經(jīng)網(wǎng)絡識別，RBF神經(jīng)網(wǎng)絡模型輸入測試數(shù)據(jù)。
[0013] 本發(fā)明有如下積極效果：本發(fā)明系統(tǒng)中通過檢測發(fā)動機多項主要影響點火提前角 的參數(shù)進行最優(yōu)點火提前角預測，此外還可以增加參數(shù)，本系統(tǒng)是在參數(shù)改變中檢測記錄 的點火提前角，覆蓋了發(fā)動機了所有運行工況，檢測結果更加準確，結果直接顯示在顯示終 端上，檢測人員查看方便。而且本發(fā)明系統(tǒng)使用的是粒子群優(yōu)化RBF模型進行的數(shù)據(jù)分析 處理，處理數(shù)據(jù)時收斂速度快、學習能力快、操作簡單，比之通常使用的插值法更加準確可 〇
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明中點火提前角預測系統(tǒng)的工作框圖； 圖2是本發(fā)明中點火提前角預測系統(tǒng)方法的工作流程圖； 圖3是本發(fā)明中RBF模型的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的各構件 的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及 操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本發(fā)明的發(fā)明構思、技術 方案有更完整、準確和深入的理解。
[0016] 一種點火提前角預測系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括：信號采集單元、處理器和顯 示終端，處理器分別連接信號采集單元和顯示終端，處理器和顯示終端可以選擇無線連接 方式。
[0017] 信號采集單元，連接處理器，發(fā)送采集信號到處理器，采集單元主要采集影響點火 提前角的發(fā)動機轉速、負荷和冷卻水溫參數(shù)，采集單元由轉測量發(fā)動機轉速的速傳感器、測 量發(fā)動機負荷的測功器和測量發(fā)動機內(nèi)部冷卻水溫度的溫度傳感器構成。
[0018] 處理器，連接并接收信號采集單元的信號，利用粒子群優(yōu)化RBF模型分析處理信 號采集單元的參數(shù)信號，輸出發(fā)動機的點火提前角。處理器的工作是進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析， 選擇出最佳點火提前角，對全部工況的監(jiān)測和對參數(shù)實時檢測，增大了預測結果的準確率， 同時減小了傳感器由于偶然因素導致的誤報警情況發(fā)生。其中處理器包括有數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù) 庫中包括利用臺架標定試驗獲取的點火提前角數(shù)據(jù)和系統(tǒng)檢測到的點火提前角數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù) 庫中的數(shù)據(jù)用于粒子群優(yōu)化RBF模型的機器訓練。
[0019] 顯示終端，連接處理器，顯示終