Эта тема описывает проект экспериментов для одноэтапного примера бензина. Для просмотра высокоуровневого рабочего процесса смотрите Обзор примера из бензина.
Вы используете проект эксперимента, чтобы эффективно собирать данные о двигателе. Время тестирования (на динамической камере, или как в данном случае, с помощью высокоточной симуляции) дорого, и экономия времени и денег может быть значительной, когда тщательный экспериментальный проект берёт только самые полезные данные. Резкое сокращение времени тестирования становится все более важным, поскольку количество управляемых переменных в более сложных двигателях растет. С увеличением сложности двигателя время тестирования увеличивается в геометрической прогрессии.
Первым этапом, чтобы решить эту задачу калибровки, является определение контуров допустимых системных настроек. Необходимо сгенерировать огибающую степени, чтобы ограничить расчетные точки. Для этого данные были собраны с помощью симуляции в области значений скорости и крутящего момента. Первоначальная съемка определила контуры, которые дают:
Приемлемая температура выхлопа (не слишком высокая, чтобы сжигать коронки поршня)
Достижимый крутящий момент
Приемлемый BSFC (не слишком высокий)
Избегает стука
Огибающая должна включать область холостого хода с низким крутящим моментом и скоростью, где кулачки должны быть припаркованы. Тайминги кулачка равны нулю в проекте холостого хода.
Исходный проект исследования и тестовые данные обеспечивают информацию о рабочей огибающей двигателя. Эта информация была использована, чтобы создать ограничения для окончательного проекта, чтобы собрать подробные данные о поведении двигателя в этих контурах. Затем можно использовать эти данные для создания моделей отклика для всех ответов, которые вам нужны в порядок, чтобы создать оптимальную калибровку для этого двигателя.
Конечный проект использовал 238 точек для этого двигателя с 4 входами: скорость, нагрузка, всасывание и выхлопной кулачок. Можно просмотреть ограничения, определяющие рабочую огибающую, выполнив следующие шаги.
Можно использовать проект заполнения пространства, чтобы максимально быстро охватить области значений факторов, чтобы понять рабочую огибающую.
Чтобы создать проект, необходимо сначала задать входы модели. Откройте файл примера, чтобы увидеть, как определить план тестирования.
Откройте MATLAB®. На вкладке Apps, в группе Automotive, нажмите MBC Model Fitting.
На домашней странице Model Browser, в списке Case Studies, выберите Dual CAM gasoline engine with spark optimized during testing. Также выберите File > Open Project и перейдите к файлу с примером gasolineOneStage.mat, найденный в matlab\toolbox\mbc\mbctraining.
Чтобы просмотреть, как определить входы проекта плана тестирования, в дереве All Models, щелкните верхний узел проекта, gasolineOneStage. На панели Common Tasks нажмите Design experiment. В диалоговом окне New Test Plan наблюдайте панель входов, где можно изменить количество входов модели и задать входные символы, сигналы и области значений. Этот пример проекта уже имеет определенные входы, поэтому нажмите Cancel.
Щелкните первый узел плана тестирования в дереве All Models gasolineOneStageDoE. Появится вид плана тестирования.
Наблюдайте за входами, перечисленными на схеме плана тестирования. Дважды кликните Inputs блок, чтобы просмотреть области значений и имена (символы) для переменных в диалоговом окне Input Factor Set Up. Входами для проекта являются крутящий момент, скорость, кулачок всасывания и кулачок выхлопа. Настройка теста динамометра в скорости/крутящем моменте, и поэтому проект в скорости/крутящем моменте.
Закройте диалоговое окно нажатием кнопки Cancel.
После настройки входных параметров можно создавать проекты. На панели Common Tasks нажмите Design experiment.
Откроется Design Editor. Здесь можно увидеть, как строятся эти проекты.
Щелкните первый проект в дереве, gasolineOneStageIdle. Если вы не видите 2D график, выберите View > Current View > 2D Design Projection. Затем выберите каждый проект в дереве по очереди.
Первый проект на дереве, gasolineOneStageIdle, концентрирует точки в зоне холостого хода с припаркованными кулачками. Он использует тип проекта заполнения пространства Sobol Sequence, чтобы максимизировать покрытие. Чтобы припарковать кулачки, после создания проекта заполнения пространства на холостом ходу, положения кулачкового фазера устанавливаются в положение парковки (0,0).
Второй проект, gasolineOneStageNonIdle, является другим проектом заполнения пространства Sobol Sequence, чтобы охватить неактивную рабочую огибающую двигателя.
Окончательный проект называется gasolineOneStageMerged поскольку он содержит два других объединенных проекта для покрытия всей огибающей.
Чтобы увидеть настройку ограничений, выберите Edit > Constraints.
В диалоговом окне Диспетчер ограничений (Constraints Manager) выберите каждый крутящий момент в свою очередь и нажмите кнопку Edit. Наблюдайте ограничения максимального и минимального крутящего момента, определяющие верхние и нижние контуры допустимой рабочей огибающей. Эти ограничения были разработаны до этого проекта в начальных широкооткрытых дроссельных и закрытых производительностях двигателя проверки.
Обратите внимание, что области, которые можно исключить, можно задать путем перетаскивания точек, ввода в поля редактирования или с помощью вкладки «Редактор таблиц».
Чтобы оставить ограничение неизменным, нажмите кнопку Cancel.
Наблюдайте за Properties выбранного gasolineOneStageMerged проект под деревом, в котором перечислены 2 ограничения и 238 точек.
Чтобы экспериментировать с новым дизайном и избежать редактирования предыдущих проектов, выберите корень Designs Узлом и выберите File > New Design.
Добавить ограничения можно путем выбора Edit > Constraints. В диалоговом окне «Диспетчер ограничений» нажмите кнопку Import. Выберите максимальное и минимальное ограничения крутящего момента из объединенных проектов и нажатия кнопки OK. В следующих диалоговых окнах нажмите кнопку OK, чтобы вернуться в Design Editor.
Смотрите, как создать аналогичный проект заполнения помещений с ограничениями, выбрав Design > Space Filling > Design Browser или нажмите кнопку заполнения помещений на панели инструментов.
В Диспетчере конструкторов заполнения помещений наблюдайте, что тип проекта Sobol Sequence, и задайте Number of points. Просмотр точек проекта. Нажмите OK.
Нажмите gasolineOneStageMerged. Этот стиль проекта Custom поскольку точки скруглены, использование Edit > Round Factor. Можно также отсортировать точки проекта, чтобы упростить набор данных в dyno. Чтобы сохранить последовательность заполнения пространства в случае, если вы хотите добавить больше точек позже, можно скопировать проект перед округлением или сортировкой.
gasolineOneStageMerged - окончательный проект, используемый для сбора данных. Чтобы облегчить сбор данных, точки округляются следующим образом:
Время впуска и выпуска кулачка округлено до 1 степени (2% от области значений)
Скорость округлена до 50 об/мин (1% от области значений)
Крутящий момент закруглен до 5 Нм (3% от области значений)
Можно экспортировать проекты или скопировать и вставить точки проекта в другие файлы, чтобы перейти к набору данных.
Закройте Design Editor.
Итоговая gasolineOneStageMerged проект использовался для сбора данных из модели GT-Power с Simulink® и Simscape™ тестовая обвязка. Пример файла проекта Model Browser gasolineOneStage.mat в mbctraining папка содержит эти данные, импортированные в Model Browser после набора данных.
Тулбокс предоставляет данные в проектах, чтобы исследовать этот пример калибровки.
MathWorks® собрал данные с помощью инструментов симуляции. Модели управления и симуляции были построены с использованием Simulink и Stateflow® тестовая обвязка. Экспериментальные проекты с ограничениями были построены с использованием основанных на модели калибровочных Toolbox™. Точки, указанные в проекте, были измерены с помощью инструмента симуляции GT-Power Engine от Gamma Technologies (см. https://www.gtisoft.com). Двигатель для калибровки является двигателем с прямым впрыском 1.5L с турбонаддувом с двумя кулачками-фазерами и отходом турбонагнетателя. Эта модель является частью библиотеки движков GT-POWER от Gamma Technologies.
Чтобы собрать данные, Simulink и Stateflow управляли моделью GT-Power engine до нужных точек Design of Experiments.
Примечание
Время симуляции было сокращено с дней до минут с помощью Parallel Computing Toolbox™.
Эта симуляция 238 точек проекта заняла 20 минут, чтобы запустить параллельно на нескольких машинах в облаке. Работа на одном ядре, та же симуляция занимает 3 дня. Parallel Computing Toolbox распределил работу по 225 ядрам на облаке вычислений и показал, что эта задача масштабируется линейно, когда вы добавляете работников.
Данные использовались на следующем этапе основанной на модели калибровки, чтобы создать статистические модели.
Для следующих шагов смотрите Эмпирическое моделирование Engine.
