基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)電控柴油機(jī)運(yùn)行特性影響因素仿真研究

張志清，艾志強(qiáng)

(欽州學(xué)院，廣西 欽州 535000)

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)電控柴油機(jī)運(yùn)行特性影響因素仿真研究

張志清，艾志強(qiáng)

(欽州學(xué)院，廣西 欽州 535000)

基于 AVL-BOOST 軟件仿真平臺(tái)建立某船用四缸柴油機(jī)仿真模型，標(biāo)定后的模型進(jìn)行柴油機(jī)全工況仿真計(jì)算。仿真出來(lái)的 3 200 組數(shù)據(jù)作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入數(shù)據(jù)，采用貝葉斯統(tǒng)計(jì)方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練建立 2 層的反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真模型。并分別通過(guò)實(shí)驗(yàn)、AVL-BOOST 和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)曲線的對(duì)比分析，驗(yàn)證人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。利用驗(yàn)證好的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)進(jìn)排氣壓力對(duì)柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩的影響，以及預(yù)測(cè)壓縮比和供油定時(shí)對(duì)柴油機(jī)排放性能和動(dòng)力性能的影響,最后利用擾動(dòng)法分析不同工況下柴油機(jī)各個(gè)參數(shù)對(duì)柴油機(jī)性能的影響程度。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；柴油機(jī)；柴油機(jī)排放；仿真

0 引 言

由于柴油機(jī)低排放低油耗，現(xiàn)已廣泛運(yùn)用于各行各業(yè)。許多學(xué)者正努力研究如何降低內(nèi)燃機(jī)排放物，提高柴油機(jī)熱效率。在此過(guò)程中主要是利用現(xiàn)有機(jī)電一體化系統(tǒng)的知識(shí)，開(kāi)發(fā)出可變氣門(mén)正時(shí)、可變幾何渦輪增壓系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)、選擇性催化還原和共軌噴射系統(tǒng)對(duì)柴油機(jī)輸入?yún)?shù)進(jìn)行調(diào)整以優(yōu)化柴油機(jī)綜合性能[1]。從系統(tǒng)工程的角度來(lái)看，現(xiàn)代柴油機(jī)耦合了多個(gè)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)變化的輸入?yún)?shù)在一定程度上都影響著柴油機(jī)所有輸出參數(shù)。因此，研究在不同條件下各參數(shù)對(duì)柴油機(jī)排放和動(dòng)力性能影響程度很有必要。

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，很多商業(yè)軟件廣泛用于柴油機(jī)性能仿真，為柴油機(jī)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)預(yù)先設(shè)計(jì)的平臺(tái)。近些年比較典型的仿真軟件主要有 GT-Power，AVL-BOOST 等軟件，主要用來(lái)建立零維或雙區(qū)燃燒模型來(lái)研究輸入?yún)?shù)對(duì)柴油機(jī)運(yùn)行綜合性能的影響[2-4]。文獻(xiàn)[5] 基于 BOOST 建立了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)模型并進(jìn)行了分析，結(jié)果表明 BOOST 模型能夠比較準(zhǔn)確的仿真出發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。朱鈺等[6]利用 AMESim 軟件建立了柴油機(jī)噴射系統(tǒng)仿真模型，分析了噴油系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放性的影響。尹自斌等[7]對(duì)柴油機(jī)推進(jìn)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，研究表明 NOx 比排放隨柴油機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的升高而下降，油耗是影響的主要因素。

本文利用驗(yàn)證好的 AVL-BOOST 模型進(jìn)行仿真，將預(yù)測(cè)的柴油機(jī)性能參數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入變量，建立柴油機(jī)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）模型?；谀Ｐ蜕傻臄?shù)據(jù)集，采用貝葉斯統(tǒng)計(jì)方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，預(yù)測(cè)分析柴油機(jī)進(jìn)排氣壓力對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響，柴油機(jī)壓縮比和供油定時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)矩，排放和排氣溫度的影響，并采用擾動(dòng)法分析柴油機(jī)各輸入?yún)?shù)對(duì)柴油機(jī)性能影響的敏感程度。

1 實(shí)驗(yàn)裝置

為驗(yàn)證仿真模型的準(zhǔn)確性開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。圖 1 為電控單體泵柴油機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架示意圖。在試驗(yàn)過(guò)程中，采用 Horiba MEXA1600 來(lái)測(cè)量 NOx 含量；采用 AVL Dismoke-400 測(cè)量生成的碳煙濃度；采用法國(guó) EFSIFR600 型噴油規(guī)律測(cè)量?jī)x對(duì)單體泵噴油規(guī)律進(jìn)行噴油率測(cè)試；采用 DEWE-2010CA 燃燒分析儀對(duì)柴油機(jī)的燃燒進(jìn)行分析；采用 FCMM-2 燃油耗測(cè)量?jī)x測(cè)量一次燃油消耗質(zhì)量，從而計(jì)算出耗油率。不同的溫度、流量、壓力分別采用相應(yīng)的傳感器進(jìn)行測(cè)量。柴油機(jī)ECU 控制系統(tǒng)用來(lái)控制柴油機(jī)的運(yùn)行情況。

2 仿真模型的建立

2.1 AVL-BOOST 仿真模型的建立

柴油機(jī)工作是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，本文采用 AVLBOOST 軟件建立一個(gè)由氣缸，進(jìn)排氣管、中冷器和渦輪增壓器等原件組成的柴油機(jī)仿真模型。仿真模型中采用 AVL MCC 燃燒模型和 Woschni1978 傳熱模型。柴油機(jī)進(jìn)氣閥最大升程為 14.8 mm，進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟始點(diǎn)為66°，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉終點(diǎn)為 54°；排氣閥最大升程為 15.5 mm，排氣門(mén)開(kāi)啟始點(diǎn)為 58°，排氣門(mén)關(guān)閉終點(diǎn)為 56°。

為驗(yàn)證柴油機(jī)整機(jī)模型的準(zhǔn)確性，利用實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架開(kāi)展相關(guān)柴油機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。柴油機(jī) 75% 負(fù)荷和額定負(fù)荷下的缸壓曲線實(shí)驗(yàn)和仿真模型的對(duì)比如圖 2 和圖3 所示；Soot 和 NOx 排放曲線如圖 5 所示。仿真和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差都在 5% 以內(nèi)，從圖中可看到，擬合性很好，該模型能夠比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)柴油機(jī)的工作特性。

表1 ANN 輸入?yún)?shù)表Tab. 1 Input parameter table of ANN

2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立

利用驗(yàn)證好的 AVL-BOOST 模型，通過(guò)仿真可以得到大量的柴油機(jī)運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)。本文選取覆蓋柴油機(jī)所有運(yùn)行工況點(diǎn)的大約 3 200 組數(shù)據(jù)，作為 ANN的數(shù)據(jù)輸入。采用 Sobol 全局靈敏分析方法使產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)序列在設(shè)定的上限和下限之間。數(shù)據(jù)的輸入上下限如表 1 所示。AVL-BOOST 仿真所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)雖然涵蓋了整個(gè)柴油機(jī)的運(yùn)行工況，但是還不足以預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)運(yùn)行工況。然而 ANN 可以通過(guò)不斷學(xué)習(xí)，從未知的復(fù)雜的數(shù)據(jù)環(huán)境中發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律，克服了傳統(tǒng)方法分析過(guò)程中遇到的困難。它的結(jié)構(gòu)主要由輸入層、中間隱含層和輸出層組成。它能抽取樣本所隱含的特征關(guān)系，對(duì)數(shù)據(jù)采用內(nèi)插和外推的方法獲得其屬性。而且不會(huì)由于個(gè)別誤差而影響到整個(gè)模型特征。因?yàn)樨惾~斯方法充分考慮了網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練時(shí)的估計(jì)誤差，可以有效地提高計(jì)算精度和效率，所以本文采用貝葉斯正則化方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。

建立的 ANN 仿真模型如圖 4 所示。在第 1 階段兩層 ANN 模型中，10 個(gè)隱藏層里面的神經(jīng)元主要用來(lái)預(yù)測(cè)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩和排氣溫度的性能指標(biāo)。在第 2 階段隱藏層中，1、2層分別采用 10，8 個(gè)節(jié)點(diǎn)。每 1 個(gè)MLP 結(jié)構(gòu)都設(shè)計(jì)具有 2 個(gè)隱層和 Sigmoid 函數(shù)線性激活函數(shù)的輸出層。輸出的結(jié)果分別為 NOx 和 Soot 排放量。ANN 培訓(xùn)性能的好壞可以通過(guò)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和AVL-BOOST 仿真數(shù)據(jù)的誤差進(jìn)行比較評(píng)價(jià)。2 400 組數(shù)據(jù)用于 ANN 訓(xùn)練，800 組數(shù)據(jù)用式（1）進(jìn)行合理評(píng)價(jià)：

式中：er為誤差；mi為 ANN 輸出結(jié)果；ti為 AVLBOOST 仿真結(jié)果。

由于本文利用 ANN 模型對(duì)柴油機(jī)的整個(gè)工況進(jìn)行預(yù)測(cè)，也必須對(duì)柴油機(jī)不同轉(zhuǎn)速、全負(fù)荷和部分負(fù)荷等工況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。因此為了驗(yàn)證 ANN 模型的準(zhǔn)確性，利用柴油機(jī)臺(tái)架開(kāi)展不同轉(zhuǎn)速、全負(fù)荷和部分負(fù)荷柴油機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。本文主要考慮柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、油耗、NOx 和排氣溫度 4 個(gè)因素，即柴油機(jī)運(yùn)行特性的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、AVL-BOOST 和 ANN 仿真數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)比如圖 5 所示。通過(guò)圖 5 可以得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合性能很好，能夠比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)柴油機(jī)各工況性能。

3 ANN 仿真分析

經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的 ANN 訓(xùn)練模型輸入相關(guān)的柴油機(jī)運(yùn)行參數(shù)，就可以用來(lái)預(yù)測(cè)和分析柴油機(jī)的動(dòng)力性能和排放性能輸入.柴油機(jī)運(yùn)行的 10 個(gè)參數(shù)，就可以得到 4輸出參數(shù)，可以選取一些具有代表性的輸出進(jìn)行分析，以便更好分析柴油機(jī)運(yùn)行參數(shù)和輸出參數(shù)之間的依賴關(guān)系。

3.1 進(jìn)排氣壓力對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響

在柴油機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩主要影響因數(shù)是噴油量和進(jìn)排氣空氣壓力。由于受到各種排放法規(guī)的限制，不能僅靠增加噴油量提高轉(zhuǎn)矩，因此選擇合適空燃比才是提高轉(zhuǎn)矩最好的辦法，也就是通過(guò)提高空氣進(jìn)氣總管的壓力來(lái)改善柴油機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。比如現(xiàn)在開(kāi)發(fā)出來(lái)的 VGT 系統(tǒng)，就能比較好控制柴油機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。在這主要研究進(jìn)排氣壓力對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響，通過(guò) ANN 仿真柴油機(jī)額定工況下得到的結(jié)果如圖 6 所示。從圖 6 可知，隨著進(jìn)氣壓力的增加，轉(zhuǎn)矩的輸出呈增加的趨勢(shì)，這主要是因?yàn)樵黾恿诵迈r空氣的進(jìn)入量，改善了缸內(nèi)燃燒；隨著排氣總管壓力的增加，柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩呈下降的趨勢(shì)，因?yàn)樗璧K了缸內(nèi)廢氣的排出，換句話說(shuō)增加了缸內(nèi)自身的 EGR。

3.2 壓縮比對(duì)柴油機(jī)性能的影響

壓縮比是影響柴油機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)的重要因素之一，它的大小直接影響柴油機(jī)平均有效壓力、充氣效率、循環(huán)熱效率等。同時(shí)壓縮比還會(huì)影響柴油機(jī)缸內(nèi)溫度，柴油機(jī)氮氧化物排量和 Soot 排量。如果壓縮比過(guò)大會(huì)造成柴油機(jī)機(jī)械負(fù)荷過(guò)大。因此，研究柴油機(jī)壓縮比對(duì)柴油機(jī)性能的影響是很有必要，有利于進(jìn)一步改善柴油機(jī)特性。本文主要研究分別在 100% 負(fù)荷和 75% 部分負(fù)荷下壓縮比對(duì)柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩、排氣溫度、NOx 和 Soot 的影響，通過(guò) ANN 仿真得到的結(jié)果如圖 7所示。

從圖 7（a）可知，隨著壓縮比的增加，柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩不斷增加，但是增加的大小呈減小的趨勢(shì)。主要是因?yàn)殡S著壓縮比的增加，提高了缸內(nèi)溫度，改善了燃燒特性，且提高了熱效率，但隨著壓縮比的繼續(xù)升高，柴油機(jī)改善的效果和提高熱效率的趨勢(shì)都減小了。隨著壓縮比的增加，排氣溫度呈減小的趨勢(shì)，這主要是因?yàn)闇p小了滯燃期，缸內(nèi)燃燒提前，所以排氣溫度減小。

從圖 7（b）可知，柴油機(jī)在 100% 負(fù)荷和 75% 部分負(fù)荷下隨著壓縮比的增加，單位功率 NOx 和 Soot 排量呈下降的趨勢(shì)。雖然缸內(nèi)溫度上升了，NOx 生成總量增加了，但是由于功率增加了，所以單位功率 NOx呈減小趨勢(shì)。同樣由于功率的增加和燃燒特性的改善，單位功率 Soot 也成減小的趨勢(shì)。

3.3 供油定時(shí)對(duì)柴油機(jī)性能的影響

柴油機(jī)供油定時(shí)角直接影響到燃油噴入缸內(nèi)的那一時(shí)刻，對(duì)柴油機(jī)的燃燒質(zhì)量影響很大，直接關(guān)系到柴油機(jī)的排放性能和動(dòng)力性能[8]。在這主要研究分別在 100% 負(fù)荷和 75% 部分負(fù)荷下供油提前角對(duì)柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩、排氣溫度、NOx 和 Soot 的影響，通過(guò) ANN 仿真得到的結(jié)果如圖 8 所示。

從圖 8（a）可知，隨著供油定時(shí)角減小，柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩是先增加后減小，而排氣溫度則是呈上升趨勢(shì)。這主要是因?yàn)楣┯瓦^(guò)早時(shí)，噴入的燃油還達(dá)不到自然的溫度，燃油滯燃期增加，燃燒變差，而且冷卻系統(tǒng)帶走的熱量增加，使得經(jīng)濟(jì)性變差；供油太晚時(shí)，是的噴到氣缸的燃油延后，后燃加重，排氣溫度增加，同樣導(dǎo)致柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性變差。

從圖 8（b）可知，隨著供油定時(shí)角的減小，NOx的排量減小，主要是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)性變差，缸內(nèi)溫度降低所導(dǎo)致。而 Soot 的生成剛好和 NOx 生成相反，這主要是因?yàn)楣┯驮酵?，燃油的后燃就越?yán)重，導(dǎo)致 Soot 的生成增加。

4 輸入?yún)?shù)分析

對(duì)于大量非線性數(shù)據(jù)輸入，擾動(dòng)法可以作為很好的方法來(lái)研究輸入數(shù)據(jù)對(duì)輸出的擾動(dòng)，從而得到輸入因素的影響程度。當(dāng)只有其中一個(gè)輸入因素變化，作為一個(gè)特定的輸入，擾動(dòng)法能充分考慮模型輸出的變化，得到各個(gè)輸入?yún)?shù)的影響程度大小。本文建立了一個(gè) 8 個(gè)預(yù)定義的輸入?yún)?shù)和 4 個(gè)輸出參數(shù)的 ANN 模型。

式中：Y4×1為輸出矢量；X8×1為輸入矢量。將整個(gè)定義域分為n個(gè)相等的區(qū)域，通過(guò)式（3）來(lái)計(jì)算輸入因素的影響程度[2]，對(duì)輸入的 8 個(gè)因素敏感性進(jìn)行分析。

式中：為第i個(gè)輸入所對(duì)應(yīng)第j個(gè)輸出的平均靈敏度因子；бi和бj分別 ANN 訓(xùn)練過(guò)程中第i, j的標(biāo)準(zhǔn)方差；бk為第k個(gè)區(qū)間變化量；X為在定義域中任意一點(diǎn)。

柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和當(dāng)量比都是影響柴油機(jī)動(dòng)力特性和排放特性的關(guān)鍵因素，本文通過(guò)采用式（3）的方法分別在轉(zhuǎn)速n= 628 r/min, 1 000 r/min，當(dāng)量比φ= 0.45，0.9 的情況下評(píng)價(jià)柴油機(jī)各參數(shù)對(duì)柴油機(jī)綜合性能的影響。結(jié)果如圖 9 所示，橫坐標(biāo) 1～8 分別為燃油噴油壓力、EGR、噴油量、噴油定時(shí)、噴油持續(xù)角、壓縮比、進(jìn)氣空氣壓力及進(jìn)氣空氣溫度。從圖可知，每個(gè)輸入對(duì)輸出的影響程度都不同，負(fù)數(shù)表明增加輸入?yún)?shù)，將減少輸出；相反，正數(shù)表明增加輸入?yún)?shù)，將增加輸出。

從圖 9 可知，相對(duì)其他因素，循環(huán)噴油量是影響柴油機(jī)性能最關(guān)鍵的因素。壓縮比、進(jìn)氣空氣壓力都有利于提高柴油機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。進(jìn)口空氣壓力對(duì)油耗影響最大。增大進(jìn)氣空氣壓力油耗減少，尤其是在高當(dāng)量比時(shí)，起關(guān)鍵作用。在φ比較小時(shí)，隨著噴油量的增加，油耗反而減小。主要是因?yàn)檗D(zhuǎn)矩的增加比較大。尤其是在低轉(zhuǎn)速條件下，推遲噴油定時(shí)，油耗增加的比較顯著。

在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，增加噴油量，Soot 生成總量增加，但當(dāng)φ比較小時(shí)，增加的功率比碳煙多，即單位功率 Soot 呈減小的趨勢(shì)；當(dāng)φ比較大時(shí)，增加的功率的比碳煙少，即單位功率 Soot 呈增大的趨勢(shì)。進(jìn)口空氣壓力和壓縮比的增加有利于減少碳煙的排放。在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中增大 EGR，將導(dǎo)致 Soot 生成量增加，這主要原因是降低了缸內(nèi)溫度，減小了碳煙的氧化量。隨著燃油噴油壓力的增加 Soot 生成量減少，當(dāng)φ比較小時(shí)，燃油噴油壓力對(duì)碳煙的影響比較明顯。和其它因素相比較 EGR 對(duì) NOx 生成量影響最大，尤其是在低轉(zhuǎn)速的時(shí)候。噴油量、壓縮比和噴油壓力增加，NOx 生成量都會(huì)增加。噴油定時(shí)對(duì) NOx 生成量也是一個(gè)重要的因素，噴射延后也將導(dǎo)致 NOx 生成量的減少。

5 結(jié) 語(yǔ)

柴油機(jī)運(yùn)行可以看成是一個(gè)復(fù)雜穩(wěn)態(tài)的熱力學(xué)過(guò)程，它存在著多個(gè)參數(shù)的輸入和輸出。本文利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后的 AVL-BOOST 柴油機(jī)整機(jī)模型。通過(guò)仿真選取了覆蓋柴油機(jī)整個(gè)運(yùn)行工況點(diǎn)的大約 3 200 組數(shù)據(jù)，作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)輸入，建立了兩級(jí) MLP ANN模型。并利用實(shí)驗(yàn)對(duì)不同轉(zhuǎn)速不同工況的 ANN 預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，并采用擾動(dòng)法分析了各參數(shù)對(duì)柴油機(jī)排放性能和動(dòng)力性能的敏感程度。通過(guò) ANN 仿真的結(jié)果如下：

1）各參數(shù)對(duì)柴油機(jī)的動(dòng)力性能和排放性能的影響很大程度依賴于當(dāng)量比和轉(zhuǎn)速。循環(huán)噴油量是影響柴油機(jī)性能最主要的因素。在當(dāng)量比比較小時(shí)，增加噴油量會(huì)增加柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩，減小單位功率的油耗，但是會(huì)增加 Soot 和 NOx 的排放。增加進(jìn)口空氣壓力和壓縮比可以有效的提高柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩，減小油耗。

2）EGR 和噴油定時(shí)對(duì) NOx 的產(chǎn)生都比較明顯。對(duì) Soot 產(chǎn)生影響最大的是循環(huán)噴油量，增加噴油壓力可以有效地減少碳煙生成量。進(jìn)氣溫度對(duì)柴油機(jī)的性能影響不是很明顯。每個(gè)輸入?yún)?shù)對(duì)柴油機(jī)輸出的影響并不完全由于同一個(gè)參數(shù)，而是由于多個(gè)輸入?yún)?shù)共同影響。

因此，為了更好地研究運(yùn)行參數(shù)對(duì)柴油機(jī)輸出參數(shù)的影響，采用可靠的敏感度方法分析輸入變化對(duì)柴油機(jī)排放性能和動(dòng)力性能的影響很有必要。

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Investigating the influence factors on performance of electronic controlled diesel engine using neural network

ZHANG Zhi-qing, AI Zhi-qiang
(Qinzhou University, Qinzhou 535000, China)

A four cylinder diesel engine simulation model was built based on AVL-BOOST software simulation platform, and the validated model was carried out to simulate the whole working condition of diesel engine. 3 200 sets of data were simulated as input data of artificial neural network, and the two layer feedback neural network simulation model which was trained by Bayesian statistical method , was established the network . The correctness of neural network is verified by the comparison of experiments, AVL-BOOST and neural network data. The influence of intake and exhaust pressure on the diesel engine torque is predicted by the ANN model, and the effects of compression ratio and fuel injection timing on the emission performance and dynamic performance of the diesel engine are predicted. Finally, the relative importance of each parameter on different engine performance and emission characteristics are investigated using perturbation method and most influential parameters on different outputs are obtained.

artificial neural network；diesel engine；diesel engine emission；simulation

U664.142

A

1672 - 7619(2017)04 - 0084 - 06

10.3404/j.issn.1672 - 7619.2017.04.017

2016 - 08 - 18；

2016 - 10 - 08

2016 年廣西教育廳中青年教師提升項(xiàng)目(KY2016YB473)；2014 年國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41466003)

張志清(1982 - )，男，博士研究生，講師，主要研究方向?yàn)殡娍夭裼蜋C(jī)控制。