ВВЕДЕНИЕ 3
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 5
1.1 Двигатель внутреннего сгорания, как исследуемый объект 5
1.2 Основные принципы имитационного моделирования 15
1.3 Планирование эксперимента в имитационном моделировании при построении
уравнения регрессии 22
1.4 Выбор метода оптимизации для планфакторного эксперимента 27
2 ПОСТРОЕНИЕ ФАКТОРНОЙ МОДЕЛИ ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛНОГО ФАКТОРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 36
2.1 План факторный эксперимент 36
2.2 Выбор плана эксперимента 39
3 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ, ВКЛЮЧАЮЩЕГО ПОСТРОЕНИЕ ФАКТОРНОЙ МОДЕЛИ И ЕЁ ОПТИМИЗАЦИИ МЕТОДОМ КРУТОГО
ВОСХОЖДЕНИЯ 50
4 АНАЛИЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОЛУЧЕННЫХ
ПРОГРАММНЫМ ПУТЕМ МЕТОДОМ КРУТОГО ВОСХОЖДЕНИЯ 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 57
ПРИЛОЖЕНИЕ
В настоящее время все большее распространение получает применение различных газов в качестве моторного топлива для транспортных средств и автономных энергетических установок. Это обусловлено и экономическими и экологическими факторами:
- стоимость природного газа в среднем в 2 раза ниже стоимости бензина АИ-92, а попутного нефтяного - на 40-60 % ниже стоимости природного газа;
- природный и попутный нефтяной газ выгодно использовать для автономного энергоснабжения, в т. ч. в удаленных населенных пунктах и на местах добычи полезных ископаемых (нефть, газ, горючие сланцы), что дает значительную экономию по сравнению с дизельными электростанциями и не требует завоза дорогого дизельного топлива;
-использование газового топлива позволяет значительно улучшить экологические показатели работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в частности, содержание вредных выбросов в отработавших газах.
Объектом исследования данной работы является регрессионный анализ газового ДВС, а также его настроек.
Большинство мероприятий, направленных на снижение токсичности ОГ, как известно из многочисленных исследований, неблагоприятно сказывается на топливной экономичности двигателей. Поэтому актуальным является поиск методов, с позиций обеспечения высокой эксплуатационной экономичности дизеля.
Целью данной работы является разработка программного модуля для оптимизации и калибровки параметров газового двигателя грузового автомобиля
Для достижения этой цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Провести анализ методов оптимизации параметров газового двигателя и выбрать подходящий.
2. Построить факторную модель газового двигателя на основе полного факторного эксперимента.
3. Разработать программный модуль, включающий построение факторной модели и её оптимизации методом крутого восхождения.
Для реализации программного модуля будет использоваться среда Matlab.
В данной дипломной работе был проведен анализ методов оптимизации параметров объекта и выбран подходящий. Была построена факторная модель газового двигателя на основе полного факторного эксперимента.
Разработан программный модуль, который предназначен для построения факторной модели и её оптимизации методом крутого восхождения. На каждом этапе она вычисляет коэффициенты регрессии, находит значения функций отклика, значения градиента. Оптимизированная модель по сравнению с исходной обладает меньшим удельным расходом топлива на 4%.
1. Луканин В.Н. (ред.) Двигатели внутреннего сгорания. Кн.1: Теория рабочих процессов. Учебник для ВУЗов. — М.: Высшая школа, 1995. — 368 с.
2. Учебник для втузов по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» / Д. Н. Вырубов, Н. А. Иващенко, В. И. Ивин и др.; Под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круглова. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1983. — 372 с.
3. Макеева Ю.Н. Автоматизированные перегрузочные комплексы транспортно¬грузовых систем ж.-д. и портовых терминалов. Технология перегрузочных работ. Оптимизация технологических решений. Учебное пособие для ВУЗов. — Ростов н/Д.: Ростовский государственный университет путей сообщения, 2007. — 292 с.
4. Ахназарова, С.Л. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии С.Л. Ахназарова, В.В. Кафаров.- М. Высш.шк., 1978.-213 с.
5. Монтгомери Д. К. Планирование эксперимента и анализ данных: пер. с англ. - Л.: Судостроение, 1980. - 215 с.
6. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий/ Ю.П.Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. - М. Наука, 1976. - 186 с.
7. Спирин Н.А., Лавров В.В. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента: конспект лекции Н.А. Спирина - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ - УПИ, 2004. - 244 с.
8. Налимов В.Н. Логические основания планирования эксперимента: учебник Е.А. Шалыгина -2-е изд. - М.: Колос, 2001. - 312 с.
9. Красовский Г.И., Филаретов Г.Ф. Планирование эксперимента - Минск: изд-во БГУ, 1982. - 330 с.
10. Безарашвили Г.С. Планирование эксперимента : (Крат. курс лекций для спец. "Катализ и техническая химия") -Тбилиси: Изд-во Тбил. гос. ун-та, 1989.-215 с.
11. Прохоров В.Т. Планирование эксперимента: Учеб. пособие по дисциплине "Основы науч. исслед." / Моск. технол. ин-т. М, 1988.- 253 с.
12. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы планирования эксперимента. - М.: Мир, 1981. - 185 с.
13. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. - М.: Наука, 1965. - 334 с.
14. ГОСТ 24026-80. Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения. - 67 с.