CN114320560A - 高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法，其具体步骤包括：利用控制单元实时获取履带车辆所处环境的大气压力、环境温度、冷却系统中柴油机运行工况等参数，并将其作为输入参数输入至BP神经网络模型中，利用BP神经网络模型预测得到风扇基本转速；利用控制单元实时监测高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度，根据变论域模糊控制方法，计算出高原环境履带车辆发动机的风扇调节转速，利用该风扇调节转速对风扇基本转速进行改变，从而得到风扇目标转速。本发明采用自适应冷却系统控制策略，不仅能够提高冷却精度和热状态稳定性，还能够避免冷却过度或冷却不足等现象的发生，实现冷却系统的精确控制。

Description

高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法

技术领域

本发明涉及履带车辆发动机技术领域，尤其涉及一种高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法。

背景技术

目前，高原环境履带车辆发动机冷却系统控制的任务是保证各关键部件和系统安全高效运行，同时提高能量的利用效率。对冷却系统的精确控制需要考虑系统中热部件在高原条件下的散热需求和冷却系统的结构方案，同时也涉及冷却系统中热部件的冷却方式及冷却目标温度与冷却系统布置方案制定的。从控制的角度来看，冷却系统的精确控制有如下特点：

1.行车工况是冷却系统精确控制的基础，同一次行车中工况会有大幅变化；

2.高原环境下的大气压力和环境温度对冷却系统有着重要影响；

3.高、低温散热器叠置，高、低温循环不能独立控制；

4.水泵、油泵由柴油机驱动，工况与柴油机直接相关，不受控制系统控制；

5.可控对象只有风扇；

6.冷却系统中有大量固体材料和冷却介质，总热容很大，具有大滞后、大延迟的特点。

综上所述，高原环境下履带车辆发动机冷却系统是一个具有大惯性、大迟延、时变性与强耦合性等特点的复杂动态系统。

发明内容

针对高原环境下履带车辆发动机冷却系统的控制难题，本发明公开了一种高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法，该方法根据冷却系统特点和要求，将前馈控制与反馈控制相结合及其优势互补，确立了“以工况为基础，以温度为目标”的总体控制方案。

本发明公开了一种高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法，其具体步骤包括：

利用控制单元实时获取履带车辆所处环境的大气压力、环境温度、冷却系统中柴油机运行工况等参数，并将其作为输入参数输入至BP神经网络模型中，利用BP神经网络模型预测得到上述柴油机运行工况下的高原环境履带车辆发动机的风扇基本转速；利用控制单元实时监测高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度，基于该发动机冷却液出口温度，根据变论域模糊控制方法，计算出高原环境履带车辆发动机的风扇调节转速，利用该风扇调节转速对风扇基本转速进行改变，从而得到风扇目标转速。

所述的柴油机运行工况参数包括柴油机转速、扭矩、燃油消耗率。

所述的风扇基本转速为高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度保持稳定前提下的风扇转速。

通过计算机仿真技术，建立高原环境履带车辆发动机冷却系统的耦合模型，通过对该冷却系统耦合模型进行仿真，得到柴油机不同的运行工况参数下的冷却系统状态参数数据，利用上述的柴油机不同的运行工况参数下的冷却系统状态参数数据作为BP神经网络模型的训练数据集，利用训练数据集对该BP神经网络模型进行训练，对BP神经网络模型的输入参数进行归一化处理；BP神经网络模型采用包含一个隐含层的三层前馈型神经网络来实现，其传递函数采用Sigmoid函数，其表达式为：

其中，u为Sigmoid函数的输入。

所述的对BP神经网络模型的输入参数进行归一化处理，归一化处理的函数表达式为：

式中：x为输入参数构成的向量；x_max为输入参数构成的向量的最大值；x_min为输入参数构成的向量的最小值，

为归一化后的输入参数向量。

所述的变论域模糊控制方法，采用模糊控制器来实现，将不同柴油机运行工况参数下的风扇基本转速作为输入，设计相应的控制方法来进行动态外界环境下的对高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度的反馈控制。

模糊控制器的模糊输入量是一个采样周期内，高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度与其目标温度的偏差e以及偏差变化率Δe，模糊控制器的模糊输出信号为风扇调节转速，通过调整风扇转速来对高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度进行调节；模糊控制器对输入偏差e进行模糊化处理，将输入偏差e划分为7个模糊集，分别为：NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB，将其对应的模糊子集表示为E，E＝{NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB}，NB表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值高于实测值6℃左右，NM表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值高于实测值4℃左右，NS表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值高于实测值2℃左右，Z0表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值与实测值之差小于某一阈值，PB表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值低于实测值6℃左右，PM表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值低于实测值4℃左右，PS表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值低于实测值2℃左右；模糊控制器将偏差变化率Δe划分为7个模糊集，分别为：NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB，其对应的模糊子集表示为EC，EC＝{NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB}，NB表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度减少约2℃，NM表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度减少约1℃，NS表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度减少约0.5℃，PB表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度增加约2℃，PM表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度增加约1℃，PS表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度增加约0.5℃，Z0表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度的变化量小于某一阈值。模糊控制器对其模糊输出信号u划分为7个模糊集，分别为：NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB，对应的模糊子集表示为U，U＝{NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB}，NB表示将风扇转速降低50rpm，NM表示将风扇转速降低30rpm，NS表示将风扇转速降低10rpm，Z0表示将风扇转速保持不变，PB表示将风扇转速增加50rpm，PM表示将风扇转速增加30rpm，PS表示将风扇转速增加10rpm；

所述的变论域模糊控制方法，设计相应的控制方法来进行动态外界环境下的对高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度的反馈控制时，其控制策略包括：

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值大于目标值的量超过阈值U1且此时实测值有升高趋势，则设定风扇转速的增加值为M1。

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值大于目标值的量超过阈值U2且此时实测值有降低趋势，则设定风扇转速的增加值为M2。

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值与目标值的差值绝对值小于阈值U3，且实测值保持不变，则控制风扇转速保持不变。

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值小于目标值的量超过阈值U4，且此时实测值有升高趋势，则设定风扇转速的减少值为M3。

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值小于目标值的量超过阈值U5，且此时实测值有降低趋势，则设定风扇转速的减少值为M4。

其中，U1＞U2＞U3，U5＞U4＞U3，M1＞M2，M4＞M3。

将模糊控制器的模糊输出信号u作为模糊控制变量，对其进行解模糊，得到风扇调节转速。

所述的变论域模糊控制方法，通过伸缩因子来控制模糊控制论域的伸缩。当风扇调节转速减小时，模糊控制论域将压缩；当风扇调节转速增大时，模糊控制论域将膨胀。

所述的变论域模糊控制方法，其通过模糊控制器1和模糊控制器2来实现，模糊控制器2用于实现基本模糊控制，其包含规则库、推理机、模糊化模块、解模糊模块四部分，该四部分依次连接，模糊控制器1用于实现伸缩因子变化，将误差e和误差变化率Δe输入到模糊控制器1中后，模糊控制器1确定相应的伸缩因子，并将该伸缩因子传递给模糊控制器2，此时模糊控制器2调整为稳定状态，再将误差e和误差变化率Δe输入到模糊控制器2中，模糊控制器2得到合适的风扇调节转速，并根据该风扇调节转速对该履带车辆发动机冷却系统实行控制。

本发明的有益效果为：

按照本发明方法进行冷却系统控制时，将冷却系统与柴油机及环境工况相关联，将建立的神经网络预测模型输出参数作为控制依据对风扇进行预先调节，提高了控制的响应速度；同时，以观测点温度作为反馈进行风扇调节，可以提高控制系统的精度。

附图说明

图1为本发明的冷却系统总体控制方案示意图；

图2为本发明的论域的压缩和膨胀示意图；

图3为本发明的模糊控制模型示意图；

图4为对BP神经网络进行数据训练的输出结果示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本发明内容，这里给出一个实施例。

图1为本发明的冷却系统总体控制方案示意图；图2为本发明的论域的压缩和膨胀示意图；图3为本发明的模糊控制模型示意图；图4为对BP神经网络进行数据训练的输出结果示意图。

本发明公开了一种高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法，该方法根据冷却系统特点和要求，将前馈控制与反馈控制相结合及其优势互补，确立了“以工况为基础，以温度为目标”的总体控制方案。图1为本发明的控制方法的结构原理图。

本发明公开了一种高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法，其具体步骤包括：

利用控制单元实时获取履带车辆所处环境的大气压力、环境温度、冷却系统中柴油机运行工况等参数，并将其作为输入参数输入至BP神经网络模型中，利用BP神经网络模型预测得到上述柴油机运行工况下的高原环境履带车辆发动机的风扇基本转速；利用控制单元实时监测高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度，基于该发动机冷却液出口温度，根据变论域模糊控制方法，计算出高原环境履带车辆发动机的风扇调节转速，利用该风扇调节转速对风扇基本转速进行改变，从而得到风扇目标转速。

所述的柴油机运行工况参数包括柴油机转速、扭矩、燃油消耗率。

风扇基本转速为高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度保持稳定前提下的风扇转速。

通过计算机仿真技术，建立高原环境履带车辆发动机冷却系统的耦合模型，通过对该冷却系统耦合模型进行仿真，得到柴油机不同的运行工况参数下的冷却系统状态参数数据，利用上述的柴油机不同的运行工况参数下的冷却系统状态参数数据作为BP神经网络模型的训练数据集，利用训练数据集对该BP神经网络模型进行训练，对BP神经网络模型的输入参数进行归一化处理；BP神经网络模型采用包含一个隐含层的三层前馈型神经网络来实现，其传递函数采用Sigmoid函数，其表达式为：

其中，u为Sigmoid函数的输入。

所述的对BP神经网络模型的输入参数进行归一化处理，归一化处理的函数表达式为：

式中：x为输入参数构成的向量；x_max为输入参数构成的向量的最大值；x_min为输入参数构成的向量的最小值，

为归一化后的输入参数向量。

所述的变论域模糊控制方法，采用模糊控制器来实现，将不同柴油机运行工况参数下的风扇基本转速作为输入，设计相应的控制方法来进行动态外界环境下的对高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度的反馈控制，该方法既能减少风扇转速的标定量，也能通过合适的控制方法将冷却液温度波动保持在一个稳定的水平。

模糊控制器的模糊输入量是一个采样周期内，高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度与其目标温度的偏差e以及偏差变化率Δe，模糊控制器的模糊输出信号为风扇调节转速，通过调整风扇转速来对高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度进行调节；模糊控制器对输入偏差e进行模糊化处理，将输入偏差e划分为7个模糊集，分别为：NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB，将其对应的模糊子集表示为E，E＝{NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB}，NB表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值高于实测值6℃左右，NM表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值高于实测值4℃左右，NS表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值高于实测值2℃左右，Z0表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值与实测值之差小于某一阈值，PB表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值低于实测值6℃左右，PM表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值低于实测值4℃左右，PS表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值低于实测值2℃左右；模糊控制器将偏差变化率Δe划分为7个模糊集，分别为：NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB，其对应的模糊子集表示为EC，EC＝{NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB}，NB表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度减少约2℃，NM表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度减少约1℃，NS表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度减少约0.5℃，PB表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度增加约2℃，PM表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度增加约1℃，PS表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度增加约0.5℃，Z0表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度的变化量小于某一阈值。模糊控制器对其模糊输出信号u划分为7个模糊集，分别为：NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB，对应的模糊子集表示为U，U＝{NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB}，NB表示将风扇转速降低50rpm，NM表示将风扇转速降低30rpm，NS表示将风扇转速降低10rpm，Z0表示将风扇转速保持不变，PB表示将风扇转速增加50rpm，PM表示将风扇转速增加30rpm，PS表示将风扇转速增加10rpm；

所述的变论域模糊控制方法，设计相应的控制方法来进行动态外界环境下的对高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度的反馈控制时，其控制策略包括：

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值大于目标值的量超过阈值U1且此时实测值有升高趋势，则设定风扇转速的增加值为M1，可以使得冷却液降温速度加快。

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值大于目标值的量超过阈值U2且此时实测值有降低趋势，则设定风扇转速的增加值为M2，可以使得冷却液降温速度减慢。

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值与目标值的差值绝对值小于阈值U3，且实测值保持不变，则控制风扇转速保持不变。

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值小于目标值的量超过阈值U4，且此时实测值有升高趋势，则设定风扇转速的减少值为M3。

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值小于目标值的量超过阈值U5，且此时实测值有降低趋势，则设定风扇转速的减少值为M4。

其中，U1＞U2＞U3，U5＞U4＞U3，M1＞M2，M4＞M3。

模糊控制规则如表1所示。

表1模糊控制规则表

(4)解模糊

解模糊过程的本质是将经过模糊规则运算的模糊控制变量转变为精确量，即进行风扇转速控制。将模糊控制器的模糊输出信号u作为模糊控制变量，对其进行解模糊，得到风扇调节转速。

(5)伸缩因子的确定

所述的变论域模糊控制方法，通过伸缩因子来控制模糊控制论域的伸缩，如图2所示。当风扇调节转速减小时，模糊控制论域将压缩；当风扇调节转速增大时，模糊控制论域将膨胀，从而实现较好的系统稳定性。

图3为变论域模糊控制模型示意图，所述的变论域模糊控制方法，其通过模糊控制器1和模糊控制器2来实现，模糊控制器2用于实现基本模糊控制，其包含规则库、推理机、模糊化模块、解模糊模块四部分，该四部分依次连接，模糊控制器1用于实现伸缩因子变化，将误差e和误差变化率Δe输入到模糊控制器1中后，模糊控制器1确定相应的伸缩因子，并将该伸缩因子传递给模糊控制器2，此时模糊控制器2调整为稳定状态，再将误差e和误差变化率Δe输入到模糊控制器2中，模糊控制器2得到合适的风扇调节转速，并根据该风扇调节转速对该履带车辆发动机冷却系统实行控制。

根据冷却系统特点和要求，本发明将前馈控制与反馈控制相结合及其优势互补，确立了“以工况为基础，以温度为目标”的总体控制方案。图1为冷却系统总体控制方案结构原理图。本发明“以工况为基础”属于前馈控制，控制单元实时获取环境压力、环境温度、冷却系统中柴油机运行工况等输入参数，根据BP神经网络模型预测对应工况下的风扇基本转速；“以温度为目标”属反馈控制，控制单元实时监测观测点温度，并根据冷却系统控制策略与算法计算出风扇调节转速；基本转速与调节转速共同确定风扇的目标转速。按照此方案进行冷却系统控制时，将冷却系统与柴油机及环境工况相关联，将建立的神经网络预测模型输出参数作为控制依据对风扇进行预先调节，提高了控制的响应速度；同时，以观测点温度作为反馈进行风扇调节，可以提高控制系统的精度。

对于冷却系统前馈控制，神经网络预测模型的建立主要包括输入和输出参数的选择、数据的归一化处理、网络结构的选择和网络的训练。

(1)输入与输出参数的选择

为了实现高原环境下冷却系统的前馈控制，需要对影响冷却系统的主要因素进行分析。车辆在高原环境实际运行中能够对冷却系统起到直接影响的因素有许多，例如，大气压力、环境温度、柴油机转速、扭矩、燃油消耗率、排气背压、燃油温度等，结合车辆在运行过程中易于采集到的柴油机性能及环境数据，最终确定神经网络预测模型的输入参数为：大气压力、环境温度、柴油机转速、扭矩、燃油消耗率。输出参数则为观测点温度保持稳定前提下的风扇转速。

(2)数据的归一化处理

通过冷却系统耦合模型仿真得到不同工况下的冷却系统状态参数，利用数据作为BP神经网络模型训练数据集，部分数据如表2所示。

表2部分训练数据

对输入参数以[-1,1]形式进行归一化处理，进行归一化处理后的部分训练数据如表3所示。

表3归一化数据

(3)网络结构的选择

在对冷却系统的前馈控制制定控制策略时，选取具有一个隐含层的三层前馈型网络进行建模。

传递函数为Sigmoid函数其表达式为：

(4)网络训练

利用冷却系统在85种工况下所对应的风扇转速，该转速能够使得冷却系统在对应工况下柴油机出口水温保持在目标温度可允许的误差范围内，以工况参数作为输入项，对应风扇转速作为输出项，对BP神经网络训练集进行训练，85个数据点对应的风扇输出值如图4所示。

对于冷却系统反馈控制，在高原环境条件下，冷却系统需要对不同工况下的散热部件做出实时调整，使得发动机及其附件处于合适的温度状态下，利用变论域模糊控制原理，达到冷却系统精准控制的目的。

将不同环境工况下的风扇转速作为输入，同时设计合适的控制方法来进行动态外界环境下的反馈控制，该方法既能减少风扇转速的标定量，也能通过合适的控制方法将冷却液温度波动保持在一个稳定的水平。

(1)误差及误差变化率的确定

模糊控制器的模糊输入量是一个采样周期内，发动机冷却液出口温度与其目标温度的偏差e以及偏差变化率Δe，模糊输出信号为风扇的转速调整值，通过风扇转速的变化可以进行柴油机冷却液出口水温的调节。

(2)模糊化处理

输入偏差e的模糊化处理：在模糊控制器中，偏差E被划分为7个模糊集，分别为：NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB。

模糊子集即为：E＝{NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB}，子集含义如表4所示。

表4偏差模糊子集含义

输入偏差Δe的模糊化处理：在模糊控制器中，偏差变化率Δe被划分为7个模糊集，分别为：NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB。

模糊子集即为：EC＝{NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB}，子集含义如表5所示。

表5偏差变化率模糊子集含义

输出变量u的模糊化处理：在模糊控制器中，输出变量u被划分为7个模糊集，分别为：NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB。

模糊子集即为：U＝{NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB}，子集含义如表6所示。

表6输出变量模糊子集含义

(3)模糊控制规则制定

冷却系统风扇模糊控制规则时，基于如下5条标准：

1.柴油机出口冷却液温度实测值远大于目标值且此时冷却液温度有升高趋势，则较大幅度增加风扇转速，可以使得冷却液降温速度加快。

2.柴油机出口冷却液温度实测值大于目标值且此时冷却液温度有降低趋势，因此时冷却液自身已经有降低的趋势，则较小幅度增加风扇转速，可以使得冷却液降温速度减慢。

3.柴油机出口冷却液温度实测值与目标值相接近，且冷却液温度本身变化不大，这时候控制风扇转速保持不变。

4.柴油机出口冷却液温度实测值小于目标值且此时冷却液温度有升高趋势，因此时冷却液自身已经有升高的趋势，则较小幅度降低风扇转速，可以使得冷却液增温速度减慢。

5.柴油机出口冷却液温度实测值远小于目标值且此时冷却液温度有降低趋势，则较大幅度降低风扇转速，可以使得冷却液增温速度加快。

(4)解模糊

解模糊过程的本质是将经过模糊规则运算的模糊控制变量转变为精确量，即进行风扇转速控制。采用面积中心法进行解模糊。

(5)伸缩因子的确定

提出了变论域模糊控制方法，通过伸缩因子来控制模糊控制论域的伸缩，如图3所示。当输入偏差减小时，控制论域将压缩；当输入偏差增大时，控制论域将膨胀，具有较好的系统稳定性。

模糊控制器2为基本模糊控制，其包含规则库、推理机、模糊化、反模糊化四部分，模糊控制器1为伸缩因子变化，即变论域模糊控制中的“变论域”，将误差e和误差变化率Δe输入到模糊控制器1中，确定合适的伸缩因子传递给模糊控制器2，此时模糊控制器2调整为合适状态，再将误差e和误差变化率Δe输入到模糊控制器2中，通过基本的模糊控制后，得到合适的风扇转速，对冷却系统实行控制。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法，其特征在于，其具体步骤包括：

利用控制单元实时获取履带车辆所处环境的大气压力、环境温度、冷却系统中柴油机运行工况等参数，并将其作为输入参数输入至BP神经网络模型中，利用BP神经网络模型预测得到上述柴油机运行工况下的高原环境履带车辆发动机的风扇基本转速；利用控制单元实时监测高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度，基于该发动机冷却液出口温度，根据变论域模糊控制方法，计算出高原环境履带车辆发动机的风扇调节转速，利用该风扇调节转速对风扇基本转速进行改变，从而得到风扇目标转速。

2.如权利要求1所述的高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法，其特征在于，所述的柴油机运行工况参数包括柴油机转速、扭矩、燃油消耗率。

3.如权利要求1所述的高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法，其特征在于，

所述的风扇基本转速为高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度保持稳定前提下的风扇转速。

4.如权利要求1所述的高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法，其特征在于，

通过计算机仿真技术，建立高原环境履带车辆发动机冷却系统的耦合模型，通过对该冷却系统耦合模型进行仿真，得到柴油机不同的运行工况参数下的冷却系统状态参数数据，利用上述的柴油机不同的运行工况参数下的冷却系统状态参数数据作为BP神经网络模型的训练数据集，利用训练数据集对该BP神经网络模型进行训练，对BP神经网络模型的输入参数进行归一化处理；BP神经网络模型采用包含一个隐含层的三层前馈型神经网络来实现，其传递函数采用Sigmoid函数，其表达式为：

其中，u为Sigmoid函数的输入。

5.如权利要求4所述的高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法，其特征在于，

所述的对BP神经网络模型的输入参数进行归一化处理，归一化处理的函数表达式为：

式中：x为输入参数构成的向量；x_max为输入参数构成的向量的最大值；x_min为输入参数构成的向量的最小值，

为归一化后的输入参数向量。

6.如权利要求1所述的高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法，其特征在于，

所述的变论域模糊控制方法，采用模糊控制器来实现，将不同柴油机运行工况参数下的风扇基本转速作为输入，设计相应的控制方法来进行动态外界环境下的对高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度的反馈控制；

模糊控制器的模糊输入量是一个采样周期内，高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度与其目标温度的偏差e以及偏差变化率Δe，模糊控制器的模糊输出信号为风扇调节转速，通过调整风扇转速来对高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度进行调节；模糊控制器对输入偏差e进行模糊化处理，将输入偏差e划分为7个模糊集，分别为：NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB，将其对应的模糊子集表示为E，E＝{NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB}，NB表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值高于实测值6℃左右，NM表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值高于实测值4℃左右，NS表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值高于实测值2℃左右，Z0表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值与实测值之差小于某一阈值，PB表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值低于实测值6℃左右，PM表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值低于实测值4℃左右，PS表示高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度目标值低于实测值2℃左右；模糊控制器将偏差变化率Δe划分为7个模糊集，分别为：NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB，其对应的模糊子集表示为EC，EC＝{NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB}，NB表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度减少约2℃，NM表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度减少约1℃，NS表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度减少约0.5℃，PB表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度增加约2℃，PM表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度增加约1℃，PS表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度增加约0.5℃，Z0表示单位采样周期内高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度的变化量小于某一阈值；模糊控制器对其模糊输出信号u划分为7个模糊集，分别为：NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB，对应的模糊子集表示为U，U＝{NB、NM、NS、Z0、PS、PM、PB}，NB表示将风扇转速降低50rpm，NM表示将风扇转速降低30rpm，NS表示将风扇转速降低10rpm，Z0表示将风扇转速保持不变，PB表示将风扇转速增加50rpm，PM表示将风扇转速增加30rpm，PS表示将风扇转速增加10rpm。

7.如权利要求1所述的高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法，其特征在于，

所述的变论域模糊控制方法，设计相应的控制方法来进行动态外界环境下的对高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度的反馈控制时，其控制策略包括：

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值大于目标值的量超过阈值U1且此时实测值有升高趋势，则设定风扇转速的增加值为M1；

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值大于目标值的量超过阈值U2且此时实测值有降低趋势，则设定风扇转速的增加值为M2；

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值与目标值的差值绝对值小于阈值U3，且实测值保持不变，则控制风扇转速保持不变；

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值小于目标值的量超过阈值U4，且此时实测值有升高趋势，则设定风扇转速的减少值为M3；

若高原环境履带车辆发动机冷却液出口温度实测值小于目标值的量超过阈值U5，且此时实测值有降低趋势，则设定风扇转速的减少值为M4；

其中，U1＞U2＞U3，U5＞U4＞U3，M1＞M2，M4＞M3；

将模糊控制器的模糊输出信号u作为模糊控制变量，对其进行解模糊，得到风扇调节转速；

所述的变论域模糊控制方法，通过伸缩因子来控制模糊控制论域的伸缩；当风扇调节转速减小时，模糊控制论域将压缩；当风扇调节转速增大时，模糊控制论域将膨胀。

8.如权利要求1所述的高原环境履带车辆发动机冷却系统自适应调节控制方法，其特征在于，

所述的变论域模糊控制方法，其通过模糊控制器1和模糊控制器2来实现，模糊控制器2用于实现基本模糊控制，其包含规则库、推理机、模糊化模块、解模糊模块四部分，该四部分依次连接，模糊控制器1用于实现伸缩因子变化，将误差e和误差变化率Δe输入到模糊控制器1中后，模糊控制器1确定相应的伸缩因子，并将该伸缩因子传递给模糊控制器2，此时模糊控制器2调整为稳定状态，再将误差e和误差变化率Δe输入到模糊控制器2中，模糊控制器2得到合适的风扇调节转速，并根据该风扇调节转速对该履带车辆发动机冷却系统实行控制。

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