[發明專利]一種基于遺傳信息融合的氫發動機性能優化系統及方法

在審

• 申請號: 201711176190.2
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108194210A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 王麗君;趙亞楠;黨金金;楊振中
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02D41/14;F02D41/26
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

1.一種基于遺傳信息融合的氫發動機性能優化系統，其特征在于，包括：信號采集模塊、信息融合處理模塊、氫發動機電控單元和輸出信號處理模塊；

所述信號采集模塊與所述信息融合處理模塊連接，信息融合處理模塊與所述氫發動機電控單元連接，氫發動機電控單元與所述輸出信號處理模塊連接，輸出信號處理模塊與信息融合處理模塊連接；

信號采集模塊采集經濟性指標、動力性指標以及與之相關的氫發動機運轉參數，并傳輸到信息融合處理模塊；

信息融合處理模塊將采集到的數據信息作為遺傳神經網絡融合算法的訓練樣本和測試樣本，進行遺傳神經網絡融合算法的融合優化處理，將最優的發動機運轉參數數值輸送到氫發動機電控單元；

氫發動機電控單元根據接收到的數據調整氫發動機相關運轉參數，并將經濟性指標和動力性指標相關參數以及信息融合模塊優化的氫發動機相關運轉參數傳送到輸出信號處理模塊；

輸出信號處理模塊將接收到的信息與預先設定的條件進行比較，如果滿足條件，把相關的信息輸出，如果不滿足條件，則返回到信息融合處理模塊繼續執行。

2.根據權利要求1所述的一種基于遺傳信息融合的氫發動機性能優化系統，其特征在于，所述信息采集模塊由氫氣流量傳感器、空氣流量傳感器、測功機、廢氣分析儀、轉速傳感器、模數轉換器、液晶顯示屏、微處理器組成，所述氫氣流量傳感器、空氣流量傳感器、測功機、廢氣分析儀、轉速傳感器分別和所述模數轉換器連接，模數轉換器分別與液晶顯示屏、微處理器連接。

3.根據權利要求1所述的一種基于遺傳信息融合的氫發動機性能優化系統，其特征在于，所述氫發動機相關運轉參數包括：過量空氣系數、點火提前角、轉速、平均有效壓力和負荷。

4.根據權利要求3所述的一種基于遺傳信息融合的氫發動機性能優化系統，其特征在于，所述信息融合處理模塊的輸入參數為任意兩個氫發動機相關運轉參數，輸出參數為經濟性或動力性指標。

5.根據權利要求1所述的一種基于遺傳信息融合的氫發動機性能優化系統，其特征在于，所述氫發動機電控單元包括：傳感器信息處理單元、單片機微處理器和功率驅動輸出單元，所述傳感器信息處理單元、單片機微處理器和功率驅動輸出單元依次連接。

6.根據權利要求1或4所述的一種基于遺傳信息融合的氫發動機性能優化系統，其特征在于，經濟性指標、動力性指標包括：輸出功率、有效熱效率和有效燃油消耗率。

7.根據權利要求1所述的一種基于遺傳信息融合的氫發動機性能優化系統，其特征在于，所述預先設定的條件是指氫發動機經濟性指標和動力性指標相關參數的合理數值范圍以及融合算法的相關參數設定值。

8.一種基于遺傳信息融合的氫發動機性能優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：通過信號采集模塊采集并處理所需要的氫發動機實驗數據，并傳送到信息融合處理模塊；

步驟2：信息融合處理模塊將接收到的實驗數據作為遺傳神經網絡信息融合算法的訓練樣本和測試樣本；

步驟3：利用遺傳算法優化BP神經網絡的權值和閾值，將得到的最優個體賦給神經網絡，通過BP神經網絡預測輸出結果，并將該結果輸送到氫發動機電控單元；

步驟4：氫發動機電控單元根據接收到的數據調整氫發動機相關運轉參數，重新啟動氫發動機，使其處于正常工作狀態；

步驟5：氫發動機電控單元將經濟性指標和動力性指標相關參數以及信息融合模塊優化的氫發動機相關運轉參數傳送到輸出信號處理模塊；

步驟6：輸出信號處理模塊根據預先設定的條件判斷經濟性和動力性指標是否滿足要求，若是，則輸出信號處理模塊輸出經濟性和動力性指標相關參數的數值以及氫發動機相關運轉參數的數值，若否，則返回步驟2重復執行，直到滿足條件為止。