مدلسازی موتور پرخوران بنزینی با روش مقدار میانگین توسعه یافته و شبکه عصبی

دراین مقاله ، مدل کنترلی از موتور توربوشارژ اشتعال جرقهای با استفاده از تیوری مدل مقدار میانگین توسعه یافته و شبکه عصبی ارایه شده است. این مدل، این قابلیت را داردکه اثرات ورودیهای موتور را بصورت بلادرنگ آشکار سازد. با توجه به هزینه های بالای آزمون در طراحی و توسعه سیستمهای کنترلی موتورهای احتراق داخلی، استفاده از رویکرد مدل محور در توسعه این سامانه ها امری اجتناب ناپذیر است. در مدل ارایه شده، فرآیند احتراق به صورت شبه استاتیکی فرض شده که با مدل های دینامیکی پیرامونی احاطه شده است. این مدل استاتیکی با مدلهای دینامیکی در تعامل است و نتایج نشان داده، استفاده از این مفهوم در مدلسازی، قابلیت توسعه مدلهای کارآ، سریع و دقیق را دارا میباشد. صحت و سرعت از مهمترین پارامترهای یک مدل کنترلی می باشند، در این مدل سعی شده است که هر دو موضوع مصالحه درخوری داشته باشند. در روش مقدار میانگین، مجموعه موتور به منظور حصول به مدلهای تک وظیفه ای به زیر سامانه هایی تقسیم میشود؛ سپس معادلات دیفرانسیل معمول جهت سیستمهای دینامیکی همچوم دینامیک غشاء سوخت و انباره ورودی و خروجی اعمال می گردد. در ادامه با آموزش شبکه عصبی توسط دادههای تولید شده از مدل ترمودینامیکی صحهگذاری شده با مقادیر اندازه گیری شده موتور به عنوان سیستم درون سیلندری مورد توجه قرار گرفته است. در ادامه با ترکیب مدل مزبور مدلهای دینامیکی پیرامونی در محیط شبیه سازی سیمولینک، به مدلی دست پیدا خواهد شد که به صورت بلادرنگ و با دقت خروجی های موتور همچون گشتاور موتور، دمای خروجی، سرعت موتور، سرعت توربوشارژر، فشار چندراهههای ورودی و خروجی و مقدار مصرف سوخت را پیش بینی می کند.

کلیدواژه ها:

مدل مقدار میانگین توسعه یافته ، مکاترونیک موتور ، مدل های کنترلی ، طراحی کنترلر مدل مبنا ، موتور اشتعال جرقه ای توربوشارژ ، شبکه های عصبی