基于智能算法的氫燃料內(nèi)燃機性能優(yōu)化.pdf

1、生存環(huán)境的日益惡化和化石燃料儲量的不斷銳減使人們深刻認識到開發(fā)環(huán)保、高效、可再生新能源的重要性和急迫性。氫以其清潔、可再生性以及燃燒效率高等特點為人類解決當今面臨的難題提供了一個很有前景的方向。與當今已廣泛應用的汽油機、柴油機相比，以氫為燃料的內(nèi)燃機具有燃燒效率高，有害廢氣排放物少以及能在稀薄混合氣體下運轉(zhuǎn)等優(yōu)點。但是，氫燃料內(nèi)燃機在運轉(zhuǎn)過程中，表現(xiàn)出來的異常燃燒、動力性不足以及提高動力性與抑制異常燃燒之間的矛盾成為制約氫燃料內(nèi)燃機研究

2、和應用的最大難題。
　　 為了解決這一難題，本文在前人研究的基礎上對氫燃料內(nèi)燃機的性能優(yōu)化進行更深層次的嘗試。點火提前角、噴氫正時與內(nèi)燃機異常燃燒的產(chǎn)生、功率提升、氮氧化合物的排放有著密切的關(guān)系，而點火提前角和噴氫正時又受內(nèi)燃機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運轉(zhuǎn)參數(shù)的影響。因此，采用有效的方法構(gòu)建出結(jié)構(gòu)參數(shù)和運轉(zhuǎn)參數(shù)與點火提前角和噴氫正時的映射關(guān)系，進而達到優(yōu)化內(nèi)燃機性能的目的是本研究的主體思路。
　　 具體的研究方法是:首先，將人工神經(jīng)

3、網(wǎng)絡應用于內(nèi)燃機性能的優(yōu)化控制，仿真實驗結(jié)果證實，構(gòu)建的人工神經(jīng)網(wǎng)絡不僅成功地擬合出點火提前角與轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度的函數(shù)關(guān)系，而且具有良好的預測功能;其次，針對訓練過程中人工神經(jīng)網(wǎng)絡收斂速度慢、尋優(yōu)值不唯一、容易陷入局部極小值等缺點，分別將蟻群算法和克隆選擇算法等智能算法與人工神經(jīng)網(wǎng)絡融合，構(gòu)成蟻群神經(jīng)網(wǎng)絡和克隆選擇神經(jīng)網(wǎng)絡。
　　 蟻群神經(jīng)網(wǎng)絡兼具了蟻群算法的全局快速尋優(yōu)能力與神經(jīng)網(wǎng)絡的廣泛映射能力。克隆選擇神經(jīng)網(wǎng)絡將克隆選擇算