CN104408248A - 一种基于matlab的发动机与增压器的自动匹配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MATLAB的发动机与增压器的自动匹配方法，优点是由于本方法预先将需要相互匹配的发动机基本参数和增压器输入参数整合到指定的Excel表格文件中，且通过调用MATLAB内置的函数实现输入参数和匹配过程在程序的后台运行，克服了传统的手工匹配过程输入参数的复杂性，提高了发动机和增压器的匹配效率，且在匹配过程中，发动机基本参数、增压器输入参数和匹配结果参数通过可视化界面模块的对话框展示给用户，使得匹配输出结果简洁明了；此外，由于本方法在匹配过程中调用了MATLAB的全局优化库函数，实现了对匹配结果的全局优化。
Description
技术领域
本发明涉及发动机与增压器的匹配，尤其涉及一种基于MATLAB的发动机与增压器的自动匹配方法。
背景技术
21世纪以来，随着国际油价的不断高涨，“高动力输出、低燃油消耗”已成为汽车发动机技术的发展方向和目标。而随着汽车产量的日益增大，能源供给日趋紧张，降低汽车的燃油消耗已成为目前汽车工业急需解决的重要课题之一。小尺寸、大功率的发动机可以在保证良好动力性能的前提下，有效降低发动机燃油消耗率。且近些年发动机增压技术得到了快速发展，增压技术在降低排放、提升功率、高原性能恢复等方面发挥着重要的作用。
但是由于发动机和增压器之间的匹配参数众多，涉及大量的理论计算公式，传统的匹配方法主要采取手工输入发动机的基本参数，对匹配结果进行逐个求解，该方法计算速度慢、效率低，且不能同时对匹配结果进行全局优化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种匹配效率高，且能对匹配结果进行全局优化的基于MATLAB的发动机与增压器的自动匹配方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于MATLAB的发动机与增压器的自动匹配方法，其用于实现该自动匹配的系统包括利用MATLAB/GUI模块开发的数据读取模块、匹配计算模块和数据保存模块，其自动匹配方法包括以下具体步骤：
(1)、将需要进行相互匹配的发动机和增压器两者的参数分别预先编辑好发动机基本参数的Excel表格和增压器输入参数的Excel表格；
(2)、预先在匹配计算模块中编辑好各个发动机参数与相应的增压器参数之间的匹配换算公式；
(3)、数据读取模块读取预先编辑好的发动机基本参数的Excel表格和增压器输入参数的Excel表格，并对所读取的Excel表格进行审查，若所读取的Excel表格内容不符合预设格式要求或数据不完整，则重新修改Excel表格内容；若审查合格，则数据读取模块调用MATLAB内置的Excel读取函数，将读取的Excel表格内容导入到MATLAB的工作空间中，同时数据读取模块将所读取的Excel表格内容转换成匹配计算模块所能识别的语言格式；
(4)、匹配计算模块将导入到MATLAB工作空间的Excel表格内容根据预先编辑好的匹配换算公式对发动机基本参数和增压器输入参数进行匹配计算，然后分别以发动机基本参数中的发动机制动平均有效压力、转矩和功率为目标函数，以发动机基本参数中的转速和循环喷油量为约束条件，调用MATLAB内置的全局优化库函数，对增压器输入参数中的增压器压比、流量和总效率进行优化；
(5)、数据保存模块将匹配计算和优化后的结果进行保存和导出，用于指导发动机和增压器的选型及评价两者的匹配好坏程度。
所述的用于实现该自动匹配的系统中包括可视化界面模块，且在可视化界面模块中预先编辑空白的发动机基本参数对话框、增压器输入参数对话框和匹配结果参数对话框，所述的步骤(3)中数据读取模块将所读取的Excel表格内容按数据排列与可视化界面模块中相应对话框的数据排列一一对应的方式赋值给空白的发动机基本参数对话框和增压器输入参数对话框；所述的步骤(5)中数据保存模块将匹配结果按数据排列与可视化界面模块中相应对话框的数据排列一一对应的方式赋值给可视化界面模块中空白的匹配结果参数对话框。
所述的用于实现该自动匹配的系统中包括退出模块，当发动机与增压器的参数匹配完成后，通过该退出模块结束本次的参数匹配过程，且在结束并关闭之前，退出模块弹出匹配结果数据保存警示对话框，再次提示用户保存匹配结果数据，防止因错误操作而导致数据丢失。
与现有技术相比，本发明的优点是由于本方法预先将需要相互匹配的发动机基本参数和增压器输入参数整合到指定的Excel表格文件中，且通过调用MATLAB内置的函数实现输入参数和匹配过程在程序的后台运行，克服了传统的手工匹配过程输入参数的复杂性，提高了发动机和增压器的匹配效率，且在匹配过程中，发动机基本参数、增压器输入参数和匹配结果参数通过可视化界面模块的对话框展示给用户，使得匹配输出结果简洁明了；此外，由于本方法在匹配过程中调用了MATLAB的全局优化库函数，实现了对匹配结果的全局优化。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图所示，一种基于MATLAB的发动机与增压器的自动匹配方法，用于实现该自动匹配的系统包括利用MATLAB/GUI模块开发的可视化界面模块、数据读取模块、匹配计算模块、数据保存模块和退出模块，其自动匹配方法包括以下具体步骤：
(1)、将需要进行相互匹配的发动机和增压器两者的参数分别预先编辑好发动机基本参数的Excel表格和增压器输入参数的Excel表格；
(2)、预先在匹配计算模块中编辑好各个发动机参数与相应的增压器参数之间的匹配换算公式；
(3)、在可视化界面模块中预先编辑空白的发动机基本参数对话框、增压器输入参数对话框和匹配结果参数对话框；
(4)、数据读取模块读取预先编辑好的发动机基本参数的Excel表格和增压器输入参数的Excel表格，并对所读取的Excel表格进行审查，若所读取的Excel表格内容不符合预设格式要求或数据不完整，则重新修改Excel表格内容；若审查合格，则数据读取模块调用MATLAB内置的Excel读取函数，将读取的Excel表格内容导入到MATLAB的工作空间中，同时数据读取模块将所读取的Excel表格内容按数据排列与可视化界面模块中相应对话框的数据排列一一对应的方式赋值给空白的发动机基本参数对话框和增压器输入参数对话框，并将所读取的Excel表格内容转换成匹配计算模块所能识别的语言格式；
(5)、匹配计算模块将导入到MATLAB工作空间的Excel表格内容根据预先编辑好的匹配换算公式对发动机基本参数和增压器输入参数进行匹配计算，然后分别以发动机基本参数中的发动机制动平均有效压力、转矩和功率为目标函数，以发动机基本参数中的转速和循环喷油量为约束条件，调用MATLAB内置的全局优化库函数，对增压器输入参数中的增压器压比、流量和总效率进行优化；
(6)、数据保存模块将匹配计算和优化后的结果进行保存和导出，用于指导发动机和增压器的选型及评价两者的匹配好坏程度，同时数据保存模块将匹配结果按数据排列与可视化界面模块中相应对话框的数据排列一一对应的方式赋值给可视化界面模块中空白的匹配结果参数对话框；
(7)、保存完毕后，退出模块结束本次的参数匹配过程，且在结束并关闭之前，退出模块弹出匹配结果数据保存警示对话框，再次提示用户保存匹配结果数据，防止因错误操作而导致数据丢失。
Claims (3)
1.一种基于MATLAB的发动机与增压器的自动匹配方法，其特征在于用于实现该自动匹配的系统包括利用MATLAB/GUI模块开发的数据读取模块、匹配计算模块和数据保存模块，其自动匹配方法包括以下具体步骤：
(1)、将需要进行相互匹配的发动机和增压器两者的参数分别预先编辑好发动机基本参数的Excel表格和增压器输入参数的Excel表格；
(2)、预先在匹配计算模块中编辑好各个发动机参数与相应的增压器参数之间的匹配换算公式；
(3)、数据读取模块读取预先编辑好的发动机基本参数的Excel表格和增压器输入参数的Excel表格，并对所读取的Excel表格进行审查，若所读取的Excel表格内容不符合预设格式要求或数据不完整，则重新修改Excel表格内容；若审查合格，则数据读取模块调用MATLAB内置的Excel读取函数，将读取的Excel表格内容导入到MATLAB的工作空间中，同时数据读取模块将所读取的Excel表格内容转换成匹配计算模块所能识别的语言格式；
(4)、匹配计算模块将导入到MATLAB工作空间的Excel表格内容根据预先编辑好的匹配换算公式对发动机基本参数和增压器输入参数进行匹配计算，然后分别以发动机基本参数中的发动机制动平均有效压力、转矩和功率为目标函数，以发动机基本参数中的转速和循环喷油量为约束条件，调用MATLAB内置的全局优化库函数，对增压器输入参数中的增压器压比、流量和总效率进行优化；
(5)、数据保存模块将匹配计算和优化后的结果进行保存和导出，用于指导发动机和增压器的选型及评价两者的匹配好坏程度。
2.如权利要求1所述的一种基于MATLAB的发动机与增压器的自动匹配方法，其特征在于所述的用于实现该自动匹配的系统中包括可视化界面模块，且在可视化界面模块中预先编辑空白的发动机基本参数对话框、增压器输入参数对话框和匹配结果参数对话框，所述的步骤(3)中数据读取模块将所读取的Excel表格内容按数据排列与可视化界面模块中相应对话框的数据排列一一对应的方式赋值给空白的发动机基本参数对话框和增压器输入参数对话框；所述的步骤(5)中数据保存模块将匹配结果按数据排列与可视化界面模块中相应对话框的数据排列一一对应的方式赋值给可视化界面模块中空白的匹配结果参数对话框。
3.如权利要求1所述的一种基于MATLAB的发动机与增压器的自动匹配方法，其特征在于所述的用于实现该自动匹配的系统中包括退出模块。
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