CN108021739A - 一种大功率军用柴油机实时仿真模型参数影响度分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种大功率军用柴油机实时仿真模型参数影响度分析方法，包括如下内容：通过如下公式得到各个参数的影响度的量化指标值S：

Description

一种大功率军用柴油机实时仿真模型参数影响度分析方法
技术领域
本发明属于发动机领域，尤其是涉及一种大功率军用柴油机实时仿真模 型参数影响度分析方法。
背景技术
目前用于大功率军用柴油机控制系统开发的柴油机模型，是在 Matlab/Simulink平台下开发的模型，能够直接下载到ECU硬件在回路仿真 测试的硬件平台中。基于MATLAB/Simulink的柴油机实时仿真模型可以定义 为三类，即线性模型、准线性模型与非线性模型。
线性模型与准线性模型相对运算量较低，但同时导致了其仿真准确性下 降，柴油机的运行状态难以通过其来正确反映，因此更加准确的非线性模型 便成为了需重点研究的建模方法。柴油机非线性仿真模型通常有准稳态、充 -排法和循环波动三种模型。其中充-排法与循环波动模型的结构是相对比较 复杂的，但是其精度高，对试验数据的量要求很低，但是这两种模型的实时 性在现有的硬件计算条件下无法达到ECU硬件在回路仿真测试的实时性要 求；准稳态模型相比于以上两种模型精度有差距，需求数据量大，但它的实时性能够满足要求，因此在满足实时性与精度要求情况下，选择准稳态模型 建模方法。现有情况下用于对模型进行参数化的数据包括基本结构参数29 项、试验数据48项。
准稳态模型建模的基本思路是通过经验、半经验公式和物理定律建立各 物理变量和变量之间的代数方程，然后根据物理定律用微分方程建立状态变 量间的状态方程。由准稳态模型的建模思路可以看出，对柴油机基本结构参 数和试验数据依赖性非常大。数据的来源包括仿真计算、已有相近机型数据、 台架试验等方式获得。
对于大功率军用柴油机而言，在研制阶段，基本没有与其相近机型数据 可用，仿真计算数据只能作为参考，研制初期没有台架试验或台架试验数据 较少。所以要对柴油机实时仿真模型进行参数化需求的数据进行获取，难度 大且代价很高。
发明内容
有鉴于此，本发明采用一种量化方法通过合理的变量范围选择、仿真结 果评估等手段，定量的评定参数对模块的影响，将重点关心的参数对柴油机 实时仿真模型子系统的影响定量分析出来，得出对参数合理范围内的改变对 模块计算结果影响的大小，针对参数对模型影响结果的评估方法和检验过程 的原理角度考虑，提出一种大功率军用柴油机实时仿真模型参数影响度分析 方法，以简化仿真模型的参数数据量。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种大功率军用柴油机实时仿真模型参数影响度分析方法，包括如下内 容：
通过如下公式得到各个参数的影响度的量化指标值S：
式(1)中：
S为参数的影响度的量化指标值；
vmax为参数改变引起模块计算结果变化的最大值；
vmin为参数改变引起模块计算结果变化的最小值；
vmed为参数取初始值时模块计算结果的大小；
Amax为参数的最大值；
Amin为参数的最小值；
Amed为参数的初始值；
根据得到的各个参数的影响度的量化指标值S，再结合参数的影响度等 级划分，简化用于柴油机实时仿真模型的参数数据量。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明采用柴油机实时仿真模型参数的影响度分析方法后，需求数据为 基本结构参数20项、试验数据21项，包括每项数据获取的量化指标S和优 先级。与之前的基本结构参数29项、试验数据48项比较，需求的数据量大 大减少，并能够依据量化指标S和优先级有选择的进行需求数据获取，保证 模型精度的同时，大大加快了模型的开发进度，并且节约了大量台架获取数 据试验的经费。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。
本发明实施例：
大功率军用柴油机实时仿真模型参数影响度分析方法，包括如下内容：
通过如下公式得到各个参数的影响度的量化指标值S：
式(1)中：
S为参数的影响度的量化指标值；
vmax为参数改变引起模块计算结果变化的最大值；
vmin为参数改变引起模块计算结果变化的最小值；
vmed为参数取初始值时模块计算结果的大小；
Amax为参数的最大值；
Amin为参数的最小值；
Amed为参数的初始值；
根据得到的各个参数的影响度的量化指标值S，再结合参数的影响度等 级划分，简化用于柴油机实时仿真模型的参数数据量。
其中，根据参数改变对模型计算结果和模型功能的影响程度，进行参数 的影响度等级划分，分为关键、重要和一般三个优先级。
选择准稳态模型建模方法，传统情况下用于对模型进行参数化的数据包 括基本结构参数29项、试验数据48项。现在，根据得到的各个参数的影响 度的量化指标值S，再结合参数的影响度等级划分，需求数据为基本结构参 数20项、试验数据21项，需求的数据量大大减少。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种大功率军用柴油机实时仿真模型参数影响度分析方法，其特征在于包括如下内容：
通过如下公式得到各个参数的影响度的量化指标值S：
<mrow> <mi>S</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>v</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>v</mi> <mi>min</mi> </msub> <mo>)</mo> <mo>/</mo> <msub> <mi>v</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>e</mi> <mi>d</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>A</mi> <mi>min</mi> </msub> <mo>)</mo> <mo>/</mo> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>e</mi> <mi>d</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式(1)中：
S为参数的影响度的量化指标值；
vmax为参数改变引起模块计算结果变化的最大值；
vmin为参数改变引起模块计算结果变化的最小值；
vmed为参数取初始值时模块计算结果的大小；
Amax为参数的最大值；
Amin为参数的最小值；
Amed为参数的初始值；
根据得到的各个参数的影响度的量化指标值S，再结合参数的影响度等级划分，简化用于柴油机实时仿真模型的参数数据量。
2.根据权利要求1所述的大功率军用柴油机实时仿真模型参数影响度分析方法，其特征在于：根据参数改变对模型计算结果和模型功能的影响程度，进行参数的影响度等级划分。
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