[发明专利]一种基于遗传信息融合的氢发动机性能优化系统及方法

说明书

本发明涉及氢发动机的优化控制技术领域。一种基于遗传信息融合的氢发动机性能优化系统，包括：信号采集模块、信息融合处理模块、氢发动机电控单元和输出信号处理模块；信号采集模块与信息融合处理模块连接，信息融合处理模块与氢发动机电控单元连接，氢发动机电控单元与输出信号处理模块连接，输出信号处理模块与信息融合处理模块连接。一种基于遗传信息融合的氢发动机性能优化方法，包括：采集模块采集数据；信息融合处理模块将最优个体赋给神经网络；氢发动机电控单元调整氢发动机相关运转参数；氢发动机电控单元将相关参数传送到输出信号处理模块；输出信号处理模块判断经济性和动力性指标是否满足要求。本发明可以提高氢发动机的输出特性。

技术领域

本发明涉及氢发动机的优化控制技术领域，尤其涉及一种基于遗传信息融合的氢发动机性能优化系统及方法。

背景技术

近年来，伴随着工业社会的快速发展，给我们带来的不仅是丰富的物质生活，而且还有石油资源匮乏和空气严重污染的负面影响。因此。寻找清洁替代能源就成为了各界人士的共同目标。作为二次能源的氢，以其清洁、高效、无污染的优点，得到了世界各国的广泛关注。目前，氢能源在汽车上的应用方式有两种：氢燃料电池和氢内燃机。氢燃料电池的燃烧产物是水，被称为高效、零排放的“最终燃料”，但是，由于氢燃料电池的高成本、低可靠性，无论在经济上还是技术上，短期内很难得到快速发展，相比而言，作为中间过渡产品的氢内燃机，在现在使用的石油燃料发动机上稍加改动便可得到，因此，在现阶段，氢燃料发动机具有很大的发展空间。

氢气的物理化学性质与汽油具有很大的差别，氢气的特点是高易燃性、着火界限宽广、扩散性好、高辛烷值等，因此，将氢气作为发动机的燃料可以改善发动机的燃烧过程，提高其性能，降低排放等。但是，目前存在的问题是，由于氢气密度低、燃烧速度快等特点，氢发动机容易发生早燃、回火和爆震等异常燃烧现象，影响发动机的经济性和动力性。

发明内容

为了有效的避免不正常燃烧现象，提高氢发动机的输出特性，本发明提出一种基于遗传信息融合的氢发动机性能优化系统及方法，能够精确快速的优化氢发动机的相关运转参数，使发动机经济性和动力性指标满足要求，该优化系统和方法对于氢发动机的实验研究具有重要意义。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于遗传信息融合的氢发动机性能优化系统，包括：信号采集模块、信息融合处理模块、氢发动机电控单元和输出信号处理模块；

所述信号采集模块与所述信息融合处理模块连接，信息融合处理模块与所述氢发动机电控单元连接，氢发动机电控单元与所述输出信号处理模块连接，输出信号处理模块与信息融合处理模块连接；

信号采集模块采集经济性指标、动力性指标以及与之相关的氢发动机运转参数，并传输到信息融合处理模块；

信息融合处理模块将采集到的数据信息作为遗传神经网络融合算法的训练样本和测试样本，进行遗传神经网络融合算法的融合优化处理，将最优的发动机运转参数数值输送到氢发动机电控单元；

氢发动机电控单元根据接收到的数据调整氢发动机相关运转参数，并将经济性指标和动力性指标相关参数以及信息融合模块优化的氢发动机相关运转参数传送到输出信号处理模块；

输出信号处理模块将接收到的信息与预先设定的条件进行比较，如果满足条件，把相关的信息输出，如果不满足条件，则返回到信息融合处理模块继续执行。

优选地，所述信息采集模块由氢气流量传感器、空气流量传感器、测功机、废气分析仪、转速传感器、模数转换器、液晶显示屏、微处理器组成，所述氢气流量传感器、空气流量传感器、测功机、废气分析仪、转速传感器分别和所述模数转换器连接，模数转换器分别与液晶显示屏、微处理器连接。

优选地，所述氢发动机相关运转参数包括：过量空气系数、点火提前角、转速、平均有效压力和负荷。