点火提前角预测系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车发动机电控系统标定的领域，更具体的涉及一种点火提前角预测 系统及其方法。
【背景技术】
[0002] 点火提前角是指从点火时刻起到发动机活塞到达压缩上止点,这段时间内曲轴转 过的角度。混合气从点燃、燃烧到烧完有一个时间过程，最佳点火提前角的作用就是在各种 不同工况下使气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程，这样效率最高，振动最小，温升 最低。
[0003] 点火提前角对汽油机动力性、燃油经济性及排放均有重要影响，其控制是汽油机 电控系统的重要内容之一，目前汽油机点火提前角都通过台架试验来标定，即以某种性能 为优化目标，然后确定点火提前角与运行工况之间的关系。由于标定试验不能覆盖所有的 运行工况，非试验测定的工况通常采用插值方法确定点火提前角，而插值方法存在一定误 差。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术中在预测点火提前角的实验运行工况不够全面的不足，本发明 提供一种点火提前角预测系统及其方法。
[0005] 本发明的技术方案是：一种点火提前角预测系统，该系统包括： 信号采集单元，采集影响点火提前角的发动机转速、负荷和冷却水温参数； 处理器，连接并接收信号采集单元的信号，利用粒子群优化RBF模型分析处理信号采 集单元的参数信号输出发动机的点火提前角； 显示终端，连接处理器，接收并显示处理器处理输出的点火提前角结果。
[0006] 所述信号采集单元包括转测量发动机转速的速传感器、测量发动机负荷的测功器 和测量发动机内部冷却水温度的温度传感器。
[0007] 所述处理器包括数据库，数据库中包括点火提前角的试验数据，数据库中的数据 用于粒子群优化RBF模型的机器训练。
[0008] 所述显示终端包括显示器和输入键盘，显示器用于处理器输出的结果，输入键盘 用于工作人员输入指令和更改指令。
[0009] -种点火提前角预测系统的方法，该方法步骤包括： 步骤一、建立RBF模型，利用粒子群算法优化训练RBF模型参数，得到最优模型； 步骤二、改变发动机负荷，记录发动机待测参数数据和点火提前角； 步骤三、采用粒子群优化RBF模型对待测发动机参数进行分析预测，输出最优点火提 前角； 步骤四、输出的点火提前角信息结果显示在显示终端上； 步骤五、点火提前角和对应的发动机参数数据存入数据库。
[0010] 所述步骤三中的待测发动机参数包括发动机的转速参数、负荷参数和冷却水水温 参数，分别是由转速传感器、测功器和温度传感器测量得到的。
[0011] 所述步骤三中的粒子群优化RBF模型的步骤包括： A. 初始化粒子群：确定粒子群的规模，初始位置和速度，根据约束条件对每个粒子 初始化； B. 计算每一个粒子的目标函数值，即所要优化函数的值； C. 更新每一个粒子a的位置局部最优值Pbest和全局最优值Gbest ; D. 更新每一个粒子a的飞行速度和位置； E. 判断数据是否达到RBF模型标准，达到标准跳出循环，并计算相关系数，否则返回 的步骤B，直到满足迭代的次数； F. 返回最优a的值，并将最优化的参数传递给RBF模型。
[0012] 所述RBF模型的建立包括三个部分： RBF神经网络构建，隐层节点的"基"构成隐层空间，确定RBF的中心和映射关系； RBF神经网络训练，以目标函数最小化为准则对隐层各个节点的中心点与偏差以及输 出权值进行调整修正； RBF神经网络识别，RBF神经网络模型输入测试数据。
[0013] 本发明有如下积极效果：本发明系统中通过检测发动机多项主要影响点火提前角 的参数进行最优点火提前角预测，此外还可以增加参数，本系统是在参数改变中检测记录 的点火提前角，覆盖了发动机了所有运行工况，检测结果更加准确，结果直接显示在显示终 端上，检测人员查看方便。而且本发明系统使用的是粒子群优化RBF模型进行的数据分析 处理，处理数据时收敛速度快、学习能力快、操作简单，比之通常使用的插值法更加准确可 〇
【附图说明】
[0014] 图1是本发明中点火提前角预测系统的工作框图； 图2是本发明中点火提前角预测系统方法的工作流程图； 图3是本发明中RBF模型的工作流程图。
【具体实施方式】
[0015] 下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的【具体实施方式】如所涉及的各构件 的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及 操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术 方案有更完整、准确和深入的理解。
[0016] 一种点火提前角预测系统，如图1所示，该系统包括：信号采集单元、处理器和显 示终端，处理器分别连接信号采集单元和显示终端，处理器和显示终端可以选择无线连接 方式。
[0017] 信号采集单元，连接处理器，发送采集信号到处理器，采集单元主要采集影响点火 提前角的发动机转速、负荷和冷却水温参数，采集单元由转测量发动机转速的速传感器、测 量发动机负荷的测功器和测量发动机内部冷却水温度的温度传感器构成。
[0018] 处理器，连接并接收信号采集单元的信号，利用粒子群优化RBF模型分析处理信 号采集单元的参数信号，输出发动机的点火提前角。处理器的工作是进行数据统计和分析， 选择出最佳点火提前角，对全部工况的监测和对参数实时检测，增大了预测结果的准确率， 同时减小了传感器由于偶然因素导致的误报警情况发生。其中处理器包括有数据库，数据 库中包括利用台架标定试验获取的点火提前角数据和系统检测到的点火提前角数据，数据 库中的数据用于粒子群优化RBF模型的机器训练。
[0019] 显示终端，连接处理器，显示终