灰色預(yù)測(cè)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)也越來(lái)越高，以往的控制方法已無(wú)法滿足目前汽車控制的要求。本文在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)中采用灰色預(yù)測(cè)控制，所得預(yù)測(cè)結(jié)果接近實(shí)際測(cè)量結(jié)果，利于電噴系統(tǒng)的控制及改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)；電噴系統(tǒng)；灰色預(yù)測(cè)

中圖分類號(hào)：U464 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 23-0000-02

1 引言

目前，汽車工業(yè)和電子技術(shù)的高速發(fā)展，推動(dòng)了汽車技術(shù)的進(jìn)步，電子控制技術(shù)已在汽車中廣泛使用。隨著汽車產(chǎn)量的不斷增加，出于保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源，我國(guó)制定了一系列相關(guān)的排放規(guī)則，這也對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求。以往的控制方法已無(wú)法滿足目前汽車控制的要求。特別是在汽車控制系統(tǒng)中，汽油噴射量的控制對(duì)節(jié)約能源、排放污染起到關(guān)鍵作用。

2 灰色預(yù)測(cè)控制

灰色預(yù)測(cè)控制即預(yù)測(cè)未來(lái)的數(shù)據(jù)，然后將預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與給定數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，再進(jìn)行控制。目前，廣泛使用的灰色預(yù)測(cè)模型是一種關(guān)于數(shù)列預(yù)測(cè)的一階微分的GM（1，1）模型，其系統(tǒng)原理圖如圖1-1所示。

3 針對(duì)昌河鈴木K14B車發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)進(jìn)行灰預(yù)測(cè)論證

首先，建立發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)的灰預(yù)測(cè)模型GM（1，1）。根據(jù)前一時(shí)刻的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)在后一時(shí)刻的值。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況較為復(fù)雜，汽車噴油量受外界干擾較大；而灰色預(yù)測(cè)是把模型計(jì)算得到的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，就算出的相對(duì)誤差值來(lái)調(diào)整控制系統(tǒng)，從而得到較為準(zhǔn)確的控制精度。并在整個(gè)噴射過(guò)程中，對(duì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷的滾動(dòng)檢驗(yàn)。

3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試。在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上對(duì)樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，記錄發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)定轉(zhuǎn)速上的進(jìn)氣管絕對(duì)壓力值Pm和噴油量mf。（進(jìn)氣歧管范圍10～100kPa，轉(zhuǎn)速范圍500～5500r/min），將所測(cè)數(shù)據(jù)制成表格（如表1-1）：

3.2 灰色預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將汽車運(yùn)行至50kPa時(shí)突然加速，轉(zhuǎn)速由1000增至4000r/min。通過(guò)查表方式將1000～3500（r/min）轉(zhuǎn)時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)，通過(guò)灰色預(yù)測(cè)模型來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)在4000（r/min）時(shí)的噴油量。

原始序列為：

得到：發(fā)動(dòng)機(jī)在4000（r/min）時(shí)預(yù)測(cè)的噴油時(shí)間為： =2.7699，與實(shí)際測(cè)量值2.76非常接近。

3.3 預(yù)測(cè)模型進(jìn)行滾動(dòng)檢驗(yàn)：

從計(jì)算結(jié)果得出平均滾動(dòng)殘差值 <0.1，推出灰色預(yù)測(cè)模型達(dá)到較高的要求，能更好的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)噴油量進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而提高噴油的控制精度。

4 結(jié)論

本文針對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)，采用灰色預(yù)測(cè)模型控制器，根據(jù)實(shí)時(shí)采集檢測(cè)數(shù)據(jù)并通過(guò)建模預(yù)測(cè)下一個(gè)數(shù)據(jù)，由此預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行比較，從而得到誤差來(lái)調(diào)整控制系統(tǒng)，進(jìn)而提高控制精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，模型預(yù)測(cè)值與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)實(shí)際測(cè)量值較相符合，誤差值小。

參考文獻(xiàn)：

[1]程飄.工業(yè)過(guò)程中的灰色控制[J].武漢工學(xué)院黃石分院學(xué)報(bào)，1986，1：11-23.

[2]鄧聚龍.灰色控制系統(tǒng)[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)，1982，3：9-18.

[3]郭童軍.基于灰色預(yù)測(cè)模型和模糊PID控制的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)控制應(yīng)用[J].景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院，2010.

[作者簡(jiǎn)介]郭童軍（1985-），男，景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院助教，主要從事機(jī)械類教學(xué)工作。