Интеллектуальные системы управления двигателем. Основные задачи. Применение искусственных нейронных сетей и нечеткой логики.
Адаптация двигателей.
Термин адаптация означает приведение параметров двигателя с требованиями конкретного параметра. Например дорожная или внедорожная эксплуатация. Для легковых автомобилей адаптация проводится только с целью настройки двигателя на нормы эмиссии ОГ.
Этапы адаптации:
1.Приспособление выходной величины к показателям принятые за оптимальные.
2.Адаптация двигателя на тс.Цель обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик тс.
3.Адаптация к условиям эксплуатации.
Различают программную, поисковую и аналитическую адаптацию.
1.Программная адаптация.Основана на вводе в блок управления допол-нительных программ, которые настраивают цикловую подачу и параметры турбокомпрессора на лучшее смесеобразование исходя из условий работы. Проводится на моторных стендах. Используют разомкнутую систему.
2.Поисковая адаптация- проводится на работающем двигателе поиск расположенных критериев качества и вывод двигателя на соотвествующий режим.
3. Аналитическая адаптация- вычисляется и реализуется микропроцесс на основе мат. модели. Имеет высокое быстродействие но требует контроля хотя бы части возмущения и упр. параметрами двигателя.
Схема комплексной системы микропроцессорного управления дизелем.
В современных микропроцессах предусмотрен ряд контуров:
1.регулирование частоты вращения.
2.регулирования давления в аккумуляторе.
3.управление началом впрыска.
4.управление подачей предварительной дозы топлива.
5.управление цикловой подачей топлива.
6.автоматический пуск и остановка двигателя.
7.контроль и диагностирование микроконтроллером.
Электронное управление крутящим моментом двигателя.
Регулирование крутящего момента
На режимах разгона водитель использует педаль акселератора (датчик), тем самым непосредственно изменяет крутящий момент двигателя. В то же самое время, но независимо от действий водителя, через интерфейсы других систем автомобиля запрос крутящего момента рассматривается с учетом потребляемой мощности конкретных компонентов (например, кондиционер, генератор). Используя эти входные сигналы по запросу крутящего момента, система управления двигателя рассчитывает результирующий крутящий момент, который может быть создан двигателем, и при этом управляет соответствующими приводами, регулирующими величину цикловой подачи топлива и расход воздуха. Этот метод имеет следующие преимущества:
- никакая отдельная система (например, давления наддува, топливная система, система предварительного подогрева свечами накаливания) не оказывает непосредственного влияния на управление двигателем. Это позволяет системе управления двигателя принимать также во внимание критерии оптимизации более высокого уровня (такие как выброс вредных веществ с ОГ и расход топлива) при обработке внешних воздействий и обеспечивать, таким образом, управление двигателем наиболее эффективным способом;
- многие функции, которые не касаются непосредственно управления двигателем, могут быть спроектированы как идентичные функции для дизелей и бензиновых двигателей;
- может быть быстро применено расширение функциональных возможностей системы.
Нейтральные электромагниты
В нейтральных электромагнитах постоянного тока рабочий магнитный поток создается с помощью обмотки постоянного тока. Действие электромагнита зависит только от величины этого потока и не зависит от его направления, а следовательно, от направления тока в обмотке электромагнита. При отсутствии тока магнитный поток и сила притяжения, действующая на якорь, практически равны нулю.
Устройство электромагнита
Вместе с тем при всем разнообразии встречающихся на практике электромагнитов они состоят из основных частей одинакового назначения. К ним относятся катушка с расположенной на ней намагничивающей обмоткой (может быть несколько катушек и несколько обмоток), неподвижная часть магнитопровода, выполняемого из ферромагнитного материала (ярмо и сердечник) и подвижная часть магнитопровода (якорь). В некоторых случаях неподвижная часть магнитопровода состоит из нескольких деталей (основания, корпуса, фланцев и т. д.). а)
Якорь отделяется от остальных частей магнитопровода воздушными промежутками и представляет собой часть электромагнита, которая, воспринимая электромагнитное усилие, передает его соответствующим деталям приводимого в действие механизма.
Количество и форма воздушных промежутков, отделяющих подвижную часть магнитопровода от неподвижной, зависят от конструкции электромагнита. Воздушные промежутки, в которых возникает полезная сила, называются рабочими; воздушные промежутки, в которых не возникает усилия в направлении возможного перемещения якоря, являются-паразитными.
Поверхности подвижной или неподвижной части магнитопровода, ограничивающие рабочий воздушный промежуток, называют полюсами.
Управление топливоподачей.
При организации рециркуляции ОГ изменения степени сжатия каждому конкретному двигателю соотвествует свой уровень внедрения электронного управления.
Оптимальное соотношение экономического и экологического эффекта и стоимости с учетом затрат на обслуживание и надежность микроконтроллера. В системах не посредственного действия разделенного типа дозирование и управление подачей топлива осуществляется секцией топливного насоса.Для этого используют механический, гидравлический и электрические регуляторы. Используют регулятор УОВТ. В случае электрического управления применяется информация о n. Положение рычага управления рейки ТНВД, УОВТ и др. датчиков информация от которых поступает в блок управления.
Топливная система неразделенного типа реализуется с помощью насос форсунки. Дозирование осуществляется плунжером для этого используется регулятор.
В аккумуляторных системах реализуется автоматическое управление. В них управление подачи топлива и УВТ осуществляется с помощью электрогидравлического клапана.
Адаптация двигателей.
Термин адаптация означает приведение параметров двигателя с требованиями конкретного параметра. Например дорожная или внедорожная эксплуатация. Для легковых автомобилей адаптация проводится только с целью настройки двигателя на нормы эмиссии ОГ.
Этапы адаптации:
1.Приспособление выходной величины к показателям принятые за оптимальные.
2.Адаптация двигателя на тс.Цель обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик тс.
3.Адаптация к условиям эксплуатации.
Различают программную, поисковую и аналитическую адаптацию.
1.Программная адаптация.Основана на вводе в блок управления допол-нительных программ, которые настраивают цикловую подачу и параметры турбокомпрессора на лучшее смесеобразование исходя из условий работы. Проводится на моторных стендах. Используют разомкнутую систему.
2.Поисковая адаптация- проводится на работающем двигателе поиск расположенных критериев качества и вывод двигателя на соотвествующий режим.
3. Аналитическая адаптация- вычисляется и реализуется микропроцесс на основе мат. модели. Имеет высокое быстродействие но требует контроля хотя бы части возмущения и упр. параметрами двигателя.
Интеллектуальные системы управления двигателем. Основные задачи. Применение искусственных нейронных сетей и нечеткой логики.
Табличная форма законов управления определяется экспериментальным путем. Имеют определенную сложность: создание многомерных таблиц, большой объем памяти для хранения информации.
Не представляется возможным создать тончёную математическую модель с регулируемым в процессе эксплуатации параметрами.
Это регулирование необходимо в случае:
1. Незначительного износа, не требуемого замены деталей двигателя
2. Замена движущихся частей двигателя
3. Смещение показателей датчиков в процессе эксплуатации
4. Изменение условий эксплуатаций ТС
5. Конструктивные изменения двигателя
Разработанный алгоритм должен использовать минимальный объем памяти и минимум вычислений. Это позволяет сократит период регулирования и снизить стоимость микропроцессора.
Требования к алгоритму:
1. Быстрота в работе – максимальная простота
2. Гибкость и универсальность
3. Содержание минимальное количество регулируемых параметров
4. В ходе настройки двигателя аппроксимировать максимальное количество входных параметров
5. Размерность алгоритма не должна зависеть от выборок данных, используемых в процессе настроек .
Нейронные сети. Преимущества:
1. ‘’ Обучаемость”
2. Параллелизм
Эти свойства присущи нейтронным сетям из элементов нечеткой логики- способности к логическому описанию процессов и ручной корректировки.
Нечеткое множество А, заданное на универсальном множителе Х, - совокупность пар в виде.
Представим нейрон. Сеть с тремя входными информационными и двумя уровнями её обработки:
В общем случае нейрон имеет несколько входов- синапсов и 1 выход -аксон Синапс
Синапс характ-я величинйо синаптической связи W, который в физическом смысле соответствует проводимость. Тукущ. сост-е нейрона предств-я суммой.
S=Wi*Xi
Выход нейрона является ф-ей этого состояния :
У=f(S)
Наибол. часто ф-я сост-я предст-я в виде функций:
Сигмоидная ф-я наиболее предпочт. в исп-ии, т.к имеет простое выр-ее производной, что может использовать в алгоритмах обучения, усиливает слабые сигналы, предотвращает от больших сигналов.