[发明专利]一种基于模糊算法优化的柴油机补气系统及其补气方法

说明书

本发明公开了一种基于模糊算法优化的柴油机补气系统，包括：增压空气压力采集器、齿条位置信号采集器、控制处理器；所述增压空气压力采集与所述控制处理器电路连接，用于采集增压空气压力值；所述齿条位置信号采集器与所述控制处理器电路连接，用于采集柴油机燃油齿条的齿条位置；所述控制处理器与补气电磁阀电路连接，所述控制处理器基于增压空气压力值、齿条位置，通过模糊算法形成控制补气电磁阀通断的控制信号。本发明可提高柴油机突加负载瞬间的增压器转速，加速提高进入气缸的空气压力，改善缸内燃烧环境，降低柴油机产生的黑烟，在提高柴油机工作性能的同时实现环保的目的。

技术领域

本发明涉及船舶补气控制技术领域，具体涉及一种基于模糊算法优化的柴油机补气系统及其补气方法。

背景技术

船用柴油机通常使用增压、中冷技术提高进入气缸的空气密度，以提高柴油机的性能。涡轮增压技术利用柴油机排出的废气惯性冲力来推动增压器涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送空气，使之增压进入柴油机气缸。当柴油机负载增加，会燃烧更多的燃油，其废气排出量也会随之增加，涡轮转速也同步增快，叶轮就会压缩更多的空气进入气缸，故在增压器与柴油机匹配时，在任何负载均能获得较佳的空气-燃油比例。然而，在柴油机出现负载突然增加的瞬间，废气量增加会存在一定的滞后，其废气量增长速度会小于燃油喷射量的增长速度，造成在较短的时间内空气-燃油的比例不佳，部分喷入气缸的燃油无法充分燃烧，产生大量的黑烟。

发明内容

本发明提供了一种基于模糊算法优化的柴油机补气系统及其补气方法，以解决现有技术中涡轮增压技术在柴油机负载突加瞬间空气压力增加滞后的问题。

本发明提供了一种基于模糊算法优化的柴油机补气系统，包括：增压空气压力采集器、齿条位置信号采集器、控制处理器；

所述增压空气压力采集与所述控制处理器电路连接，用于采集增压空气压力值；

所述齿条位置信号采集器与所述控制处理器电路连接，用于采集柴油机燃油齿条的齿条位置；

所述控制处理器与补气电磁阀电路连接，所述控制处理器基于增压空气压力值、齿条位置，通过模糊算法形成控制补气电磁阀通断的控制信号。

进一步地，所述控制处理器为PLC控制器。

本发明还提供了一种基于模糊算法优化的柴油机补气系统的补气方法，包括如下步骤：

步骤1：设置增压空气压力值的论域、齿条位置的论域、补气持续时间的论域；

步骤2：将增压空气压力值、齿条位置作为模糊算法控制器的输入量，将补气持续时间作为模糊算法控制器的输出量，构建模糊控制模型；

步骤3：将实时获取的增压空气压力值、齿条位置输入进模糊控制模型，获取补气持续时间，通过补气持续时间控制补气电磁阀通断。

进一步地，所述步骤1中，增压空气压力值的论域为[0，20]，对应增压空气压力值的0-20bar，语句集为[小，中，大]；

齿条位置的论域为[0，100]，对应齿条位置采集器变化量的0-100％，语句集为[小，中，大]；

补气持续时间的论域为[1，8]，对补气持续时间的1-8s，语句集为[极短，短，中，长，极长]。

进一步地，所述步骤2中，构建的模糊控制模型的规则为：

当齿条位置变化量为小，增压空气压力值变化量为小时，补气持续时间为极短；

当齿条位置变化量为小，增压空气压力值变化量为中时，补气持续时间为短；

当齿条位置变化量为小，增压空气压力值变化量为大时，补气持续时间为中；

当齿条位置变化量为中，增压空气压力值变化量为小时，补气持续时间为短；