电控汽油机智能控制策略及故障诊断范文

摘要：本文通过对当前我国发动机控制技术的现状进行分析，阐述了几种汽油机系统软，硬件方面的功能，总结出有效控制机电控系统的策略，并且，对电控元件的模糊控制预测采用智能控制理论进行研究，并将控制策略作为导向，分别从电控系统的点火以及喷油等控制部位进行大量仿真实验。除此之外，对于电控汽油机故障的复杂性和诊断信息存在的模糊性进行深入探究，设计了一种基于专家思想的模糊神经网络智能故障诊断系统，希望能对相关工作人员提供帮助。

关键词：电控汽油机；智能；控制；故障诊断

1当前发动机电控系统的发展现状

随着人们对于飞机要求的提高和计算机技术的运用，飞机电子化程度越来越高，从整体上来看大致被划分为三个主要阶段，第一阶段是20世纪中期，将电磁装置应用飞机制造中，并将一些重要的机械部件进行了功能优化；第二阶段是20世纪末期，该阶段在飞机上结合生产，重点强调了机电一体化的技术要领；第三阶段是20世纪末至今，由于计算机技术和网络信息技术的快速发展，使得很多航空研究院加大科研投入力度，以实现发动机电控系统的自动化，现代化和智能化。控制算法是电控汽油机智能控制系统的核心，控制策略是将电子控制系统作为保障，由先进的控制理论作为指导，比如PID，就是一种比较典型的控制方式，适用于处理单变量线性定常中，目前已经在很多系统中得到应用，但由于控制发动机的对象不是固定不变的，且在工业化发展的过程中，增加的控制参数使得现代控制理论越来越多地被应用于时变系统中。电子工程系统是当前电控汽油机技术含量较高，企业利润范围比较大的部件之一，近几年一直受到零部件供应商的高度重视，如今在高速发展的背景下人们对于电控汽油机的动力性安全性经济性和舒适性等方面的要求不断提高，电控系统作为电子装备的典型代表，其市场发展前景是比较广大的，当前飞机是比较常见，也是人们出行的主要方式之一，其年生产量也是过去的好几十倍，属于微利产品，为了能够控制电控系统的生产成本，同时可以满足批量生产的高要求，提高产品的性价比，当前电子控制系统研究的电控汽油机的智能控制系统，其系统软件是整个控制功能的中心，具备了较高的技术含量，同时该软件也是整个智能控制系统利润最高的部位，主要是因为软件在正式投入使用之后，需要进行多次校正和调试，前期需要投入大量的人力，物力和财力，最终获得的电控软件是商品供应商的技术核心，需要对其进行商业保密。如果想从外界资料中获得详细的电控系统设计要点是不可能的。近年来，国内外对于发动机控制研究越来越多的是在多种参数模型基础上的控制，并由此转向设备的自适应控制，可以说，当前的电控汽油机已经成为智能控制行业的前进动力，机电一体化技术的实现以及快速的发展使其实现电子化程度的提供基础，为了能够提高飞机的性能，需要将电子控制进行广泛应用，但汽油喷射系统，点火系统仍是当前企业及控制的主要内容。

2汽油机电控系统的控制策略

电控系统的测控软件可以对系统运行的状态和结果进行梳理，由于当前很多电控系统存在控制策略，同时也包含庞大的数据量，而这种情况下它能够减轻员工的工作量，帮助监测员进行多种运行操作，并进行数据时收集整理和信息存储，目标确定，控制命令产生和输出等工作，从而确保汽油机进行良好的，可预测性的瞬态反应。在电控汽油机只能调节系统中主要存在着点火提前角，怠速，空燃比的控制。其中空燃比控制策略是一种控制燃油的喷射量进行的，处于工作中的汽油机，ECU被用于手机有关空气量的信息，系统可以自行计算喷油量，并对比预期达到的燃油比，喷油控制的策略的主要内容包括喷油定时控制和喷油量控制。

3电控汽油机的故障分析

多种多样的电控汽油机，其系统结构也是复杂多样的，进而汽油机在运行过程中可能会出现的问题类型也存在一定的差异。比如当汽油机无法正常启动时，正常状态下汽油机转动的燃油压力为250kpa，汽油机在怠速运转时压力为250kpa段时间内，如果突然增加节气门，此时燃油压力可达到300kpa。如果燃油压力正常就可以排除燃油系统故障的这种情况下，需要对下列几个部位进行检查。比如启动信号节气门传感器，冷却水温度传感器，曲轴位置传感器，点火线路故障和喷油系统故障。汽油机可冷太起动但熄灭可能是由于冷却水温度传感器发生故障和燃油压力不足，怠速控制阀出现故障引起的，这种情况下，也可能是由于没有燃油压力造成的，但汽油机一般处于冷态，说明故障原因是电气。冷态汽油机，其装置比如：冷却水温度传感器和怠速控制阀，可以利用该装置为系统提供额外空气量和燃油量，满足冷态需求。当汽油机的怠速经常发生熄火现象，这种情况下需要先确定点火系统是否处于正常工作状态，包括点火线圈，火花塞的部位都需要进行检查，怠速过低也是造成熄火的一个常见的原因。一般来说，怠速应当保证至少在每分钟600转，喷油器输油量不够时，很容易导致燃油泵没有电信号，也有可能是由于压力调节器、油泵等无法给汽油机提供一定的燃油压力，这种情况下还需要注意油泵与燃油导管之间的油管是否发生阻塞现象，由于负责操控喷油漆的部位时，电控单元内部故障和线路连接不良也会导致汽油机停止运转。

4结语

本文采用模糊控制预测控制等智能控制理论，将机电控系统的控制策略作为主攻方向，分别对电控系统的喷油，点火系统进行系统研究，并通过大量仿真实验，同时针对电控汽油机发生故障的原因进行了深入分析。

参考文献：

［1］韩以伦.基于多智能体的发动机智能控制仿真与试验研究［J］.内燃机工程，2004，25（3）:8-11.

［2］姜述刚，石奕，张云龙，等.遗传算法在电控汽油机控制参数优化中的应用［J］.内燃机学报，2000，18（4）:414~418.

作者：张彪 单位：中国航空发动机研究院信息技术研究中心