[发明专利]一种基于多目标优化的发动机热力学仿真模型标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机热力学仿真技术领域，尤其涉及一种基于多目标优化的发动机热力学仿真模型标定方法。

背景技术

在现代发动机开发中，计算机辅助工程(CAE)手段的运用，能够大大缩短开发周期，节约开发成本。发动机热力学仿真可以快速评价发动机各个子系统的设计优劣，提出改进意见，为各子系统的快速定型提供强有力的支持，但这些工作是基于发动机热力学模型准确的前提之下，因此，发动机热力学模型的标定工作就是整个发动机热力学仿真过程中的重中之重。由于发动机热力学模型中可调参数众多，与试验数据的对标耗时长，效率低，且可能顾此失彼，很难把模型标定准确，需要相关专业人员有非常丰富的经验。

发明内容

本发明的目的在于通过一种基于多目标优化的发动机热力学仿真模型标定方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于多目标优化的发动机热力学仿真模型标定方法，其包括如下步骤：

S101、获得发动机结构参数和发动机试验数据；

S102、建立发动机一维热力学模型；

S103、建立所述发动机一维热力学模型与多目标优化软件的耦合计算模型；

S104、选取标定参数并设定其范围；

S105、设定标定目标；

S106、选择相应的试验设计与优化算法；

S107、执行仿真迭代；

S108、运用多目标优化软件中的决策工具进行结果分析。

特别地，所述步骤S101中发动机结构参数包括但不限于发动机缸体结构参数、进排气道结构数据、进排气歧管结构数据、空滤系统结构数据、排气系统结构数据、气道流量系数；所述发动机试验数据包括但不限于功率、扭矩、油耗、充气效率、摩擦功、缸压、点火角、空燃比、排温、VVT数据、进排气道压力波动曲线。

特别地，所述步骤S102具体包括：在发动机一维仿真软件平台上，根据发动机结构参数建立发动机一维热力学模型，并把发动机结构参数输入到发动机一维热力学模型中，对发动机一维热力学模型进行调试至能正常运行。

特别地，所述步骤S103具体包括：建立所述发动机一维热力学模型与多目标优化软件的耦合计算模型，由多目标优化软件来驱动一维热力学仿真软件运行，并读取一维仿真软件的计算结果。

特别地，所述步骤S104中标定参数包括但不限于进气歧管长度、进气歧管容腔容积、进气总管直径、进气凸轮持续期系数、进气凸轮升程系数、排气凸轮持续期系数、排气凸轮升程系数、CA50、进排气相位角度。

特别地，所述步骤S105中标定目标包括但不限于充气效率、扭矩、功率、进气量、燃油消耗率。

特别地，所述步骤S106中试验设计与优化算法包括Sobol序列法、NSGAII遗传算法。

特别地，所述步骤S106中优化算法选择NSGAII遗传算法。

特别地，所述步骤S107具体包括：多目标优化软件根据Sobol序列试验设计方法所确定的优化方案逐步进行迭代计算。

特别地，所述步骤S108中决策工具包括响应面分析法(RSM)。

本发明提出的基于多目标优化的发动机热力学仿真模型标定方法基于计算机仿真分析，采用多目标优化算法与数值模拟技术相结合,实现了标定过程的自动化，能够快速标定出准确的模型，为发动机后续的开发提供支持，提高了开发效率，节约了开发成本，缩短了开发周期。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于多目标优化的发动机热力学仿真模型标定方法流程图；

图2为本发明实施例提供的最终的标定结果曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的基于多目标优化的发动机热力学仿真模型标定方法流程图。

本实施例中基于多目标优化的发动机热力学仿真模型标定方法具体包括如下步骤：