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基于模糊神经网络的HCNG发动机点火控制研究
| 论文题名： | 基于模糊神经网络的HCNG发动机点火控制研究 |
| 关键词： | 天然气掺氢发动机;点火控制;模糊神经网络;汽车污染 |
| 摘要： | 随着我国汽车保有量的增加，汽车污染问题日益突出，资源枯竭的形势也更加严峻，因此，探索研究清洁高效的汽车能源备受人们关注。天然气掺氢(HCNG)是一种将天然气和氢气按一定比例混合的新型气体燃料，该燃料充分利用了氢气和天然气两种燃料的优点，是能够有效缓解能源危机以及汽车污染问题的车用燃料之一。 本文以HCNG发动机点火系统的控制为背景，主要针对如何控制HCNG发动机点火提前角的问题，采用模糊神经网络的控制方法进行了理论研究、仿真分析和试验验证，并设计了便携式HCNG发动机点火提前角生成装置（简称“便携装置”），为台架试验提供点火提前角的参考值。 对神经网络控制和模糊控制进行理论研究，并在BP神经网络的基础上，对神经网络的学习算法加以改进，利用MATLAB软件编辑改进算法神经网络模型的程序。同时，将改进算法的神经网络模型用于HCNG发动机点火提前角的控制。通过与BP神经网络的训练结果进行对比，验证改进算法神经网络的正确性和优越性。 在研究神经网络控制和模糊控制的基础上，利用MATLAB软件建立自适应神经网络模糊推理系统(ANFIS)控制模型，选择一定工况下HCNG发动机点火提前角标定试验的数据作为训练样本，实现HCNG发动机点火提前角的模糊神经网络控制。通过对仿真结果进行误差分析，证明了本文的ANFIS模型满足精度要求。 以MC9S12XS128单片机为主芯片，设计相应的硬件电路，制作基于模糊神经网络控制的“便携装置”。利用CodeWarrior IDE软件，根据MATLAB软件仿真时ANFIS模型的参数编辑程序，并通过BDM电路完成程序的下载和调试。调试完毕后，给“便携装置”输入HCNG发动机某工况下的参数，它将输出相应的点火提前角。“便携装置”的输出结果与试验数据基本吻合，证明了“便携装置”的正确性和稳定性。 利用“便携装置”指导HCNG发动机最佳点火提前角的台架试验。试验前，通过“便携装置”得到试验工况下点火提前角的参考值。试验时，选择参考值附近的点火提前角(间隔1(°C)A)进行试验，记录并处理试验数据。分析试验结果发现，试验工况下HCNG发动机的最佳点火提前角的试验值与“便携装置”提供的参考值基本一致。 |
| 作者： | 乔海江 |
| 专业： | 机械工程;车辆工程 |
| 导师： | 何义团 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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