基于MATLAB的发动机万有特性曲线绘制方法_周广猛
基于MATLAB语言的发动机万有特性曲线的绘制
Plotting of Engine Univer sal Char acter istics Cur ve Based on MATLAB
HUANG Meimei, ZHAO Zhiwei,JIN Hualei, JIA Yantao,SUN Haipeng
低 。其 实 质 是 以 二 维 的 图 形 方 式 表 达 三 维 的 信 息 ,不 直 观
并且难以保证对数据进行深刻分析。
随着 MATLAB 语言的广泛应用,因为其强大的数据处
理和三维曲线绘图功 能 ,可 进 行 工 程 计 算 、建 模 仿 真 和 数
据分析处理等。本文则利用 MATLAB 强大的功能,提出了
[3] 易 雪 梅 ,吴 伶 . 用 MATLAB 语 言 绘 制 发 动 机 万 有 特 性 的 两 种 方法 [J]. 北京汽车, 2005, 5: 33- 35
[4] 李 金 辉 ,徐 立 友 . 基 于 MATLAB 语 言 的 发 动 机 特 性 研 究 [J]. 汽车科技, 2005, 3: 40- 42
参考文献
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[2] 薛 定 宇 ,陈 阳 泉 . 基 于 MATLAB/Simulink 的 系 统 仿 真 与 应 用 [M]. 北京: 清华大学出版社 .2002
Key words: straight welded pipe, burr, broach, hydraulic system
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MATLAB和Origin绘制发动机万有特性曲线程序及方法
MATLAB及Origin绘制发动机万有特性曲线实例1.MATLAB绘制发动机万有特性实例(含程序代码)2.Origin绘制发动机万有特性曲线方法(操作步骤)一、MATLAB方法MTALB绘制发动机万有特性曲线需要建立M文件,并在M文件中将程序写入,运行即可,当然也可以通过调用excel数据来绘制万有特性曲线,下面是MATLAB绘制实例,可借鉴修改然后运行。
MATLAB程序如下:clcclear all%不同转速下的燃油消耗率与扭矩的曲线拟合be1=[222.8,220.4,232.4,228.5,227.8,232.6,248.5,245.9,272.4,329.7];Ttq1=[399.8,354.1,318.5,278.1,236.2,203.6,185.3,157.2,117.2,80.8];T1=80:320/9:400;%转换矩阵格式Be1=interp1(Ttq1,be1,T1,'spline');%n=1400r/min时燃油消耗率与扭矩的曲线拟合be2=[222.0,221.7,235.4,226.5,230.5,236.8,249.1,276.1,407.9,487.0];Ttq2=[409.1,365.7,328.3,284.1,243.7,203.2,164.3,123.9,83.5,39.7];T2=39:371/9:410;Be2=interp1(Ttq2,be2,T2,'spline');be3=[226.0,225.3,226.4,233.9,242.1,283.3,253.9,271.4,323.5,468.6];Ttq3=[408.3,368.3,328.3,289.0,244.4,208.8,167.7,132.1,89.5,46.1];T3=46:363/9:409;Be3=interp1(Ttq3,be3,T3,'spline');be4=[206.5,231.1,231.1,233.0,242.0,244.9,265.0,299.8,398.0,596.8];Ttq4=[425.6,380.3,332.7,290.9,244.4,205.1,160.2,114.5,68.8,30.7];T4=30:396/9:426;Be4=interp1(Ttq4,be4,T4,'spline');be5=[234.7,259.8,235.5,237.6,242.8,292.3,277.9,308.7,396.2,605.9];Ttq5=[420.7,379.6,334.6,291.6,244.4,202.8,157.5,116.0,74.1,37.8];T5=37:384/9:421;Be5=interp1(Ttq5,be5,T5,'spline');be6=[174.2,242.2,252.1,287.4,253.6,263.6,290.6,316.8,378.0,518.8];Ttq6=[404.6,360.5,322.7,283.0,243.3,205.5,162.1,124.7,86.8,52.4];T6=52:353/9:405;Be6=interp1(Ttq6,be6,T6,'spline');be7=[256.9,253.7,253.5,260.0,303.8,280.7,300.6,346.6,435.6,812.9];Ttq7=[378.0,344.7,310.3,264.3,226.1,186.8,154.2,115.3,76.3,34.1];T7=34:344/9:378;Be7=interp1(Ttq7,be7,T7,'spline');be8=[257.9,295.3,282.4,288.7,301.9,329.7,357.0,475.4,580.3,1080.1];Ttq8=[315.6,275.5,242.5,210.3,178.5,145.6,118.6,72.6,52.8,22.4];T8=22:294/9:316;Be8=interp1(Ttq8,be8,T8,'spline');B=[Be1';Be2';Be3';Be4';Be5';Be6';Be7';Be8'];N=[1400*ones(10,1);1600*ones(10,1);1800*ones(10,1);2000*ones(10,1);2200*ones(10,1);2400*ones (10,1);2600*ones(10,1);2800*ones(10,1)];Ttqn=[T1';T2';T3';T4';T5';T6';T7';T8'];G=[ones(80,1),N,Ttqn,N.^2,N.*Ttqn,Ttqn.^2];A=G\B;%A为6*1矩阵[n,Ttq]=meshgrid(1400:2800,100:600);%生成n-Ttq平面上的自变量“格点”矩阵be=A(1)+n.*A(2)++Ttq*A(3)+n.^2*A(4)+n.*Ttq*A(5)+Ttq.^2*A(6);Pe=Ttq.*n/9550;%外特性实验数据拟合Nw=[1403,1597,1797,1986,2102,2199,2303,2400,2507,2598,2700,2802]; Ttqw=[474,497,515,526,528.8,522.8,509.5,492.2,471.2,448.4,408.3,357.4]; n0=1400:2800;Ttqw_N=interp1(Nw,Ttqw,n0,'spline');h=repmat(Ttqw_N,501,1);ii=find(Ttq>h);%确定超出边界的“格点”下标be(ii)=NaN;%强制为非数Pe(ii)=NaN;%强制为非数%绘制等燃油消耗率曲线和等功率曲线三维拟合图subplot(1,2,1);mesh(n,Ttq,be);hold on;mesh(n,Ttq,Pe);axis([1000,3000,100,600,0,500]);hold on;xlabel('n(r/min)')ylabel('Ttq(N*m)')zlabel('Pe(KW) be(g/(KW*h))')title('等燃油消耗曲线和等功率曲线的三维拟合图')%绘制边界线(外特性曲线)subplot(1,2,2);plot(n0,Ttqw_N,'LineWidth',2);axis([1400,2800,100,550]);xlabel('n(r/min)');ylabel('Ttq(N*m)');title('万有特性曲线');hold on;%绘制等油耗率曲线的二维图B=contour(n,Ttq,be,11);%画等位线,并给出标识数据clabel(B);%把“等位值”沿等位线随机标识hold on;%绘制等功率曲线的二维图P=contour(n,Ttq,Pe,11);%画等位线,并给出标识数据clabel(P);%把“等位值”沿等位线随机标识legend('等油耗曲线','等功率曲线','外特性曲线')hold off二、Origin方法用origin软件绘制发动机万有特性曲线方法一、万有特性数据输入在excel中整理好发动机万有特性数据,主要包括发动机转速、扭矩、燃油消耗率及功率数据。
基于MATLAB语言的发动机万有特性曲线的绘制
基于MATLAB语言的发动机万有特性曲线的绘制
黄美美;赵志伟;靳华磊;贾延涛;孙海鹏
【期刊名称】《现代制造技术与装备》
【年(卷),期】2011(000)005
【摘要】利用MATLAB语言的强大的数据处理和绘图功能,在建立发动机万有特性曲线曲面拟合数学模型的基础上,运用其矩阵运算、三维绘图等功能,进行曲线、曲面拟合,绘制了万有特性曲线.该方法具有数据处理精度高、明显直观和实用性强等优点.
【总页数】2页(P19,24)
【作者】黄美美;赵志伟;靳华磊;贾延涛;孙海鹏
【作者单位】山东省内燃机研究所,济南250100;山东省内燃机研究所,济南250100;山东省内燃机研究所,济南250100;山东省内燃机研究所,济南250100;山东省内燃机研究所,济南250100
【正文语种】中文
【相关文献】
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5.多项式插值法绘制发动机万有特性曲线 [J], 李小华;罗福强;汤东
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基于MATLAB的发动机特性实时处理和计算系统
即:
K
∑( yt - y′t ) 2
C=
1-
t =1 K
×100 % (2)
∑( yt - y) 2
t =1
其中
,y
=
1 Kt
K
∑yt
=1
为原始试验数据的总体均值 ;
K 为特性曲线的试验数据点数 。
MATLAB中 的 曲 线 拟 合 等 相 应 的 工 具 箱 或
Polyfit,Polyval,Polytool,Polyconf等函数可以非常好地
MATLABReal-TimeWorkshop 和相关的工具箱为平 台的开放软件包 ,各种新的测试和分析技术都能以 功能模块的形式加入到软件包 ,这样可以很方便地 进行软件的维护和二次开发以及应用的升级 ;整个 系统与 Windows有一致的用户界面 ;采用了面向对 象的程序设计方法 ,可以和其它 Windows环境下的 软件交换数据 。软件系统的功能框图见图 2 。
2
ingTherearemanyadvancedandscientificmethodsforprocessingtheengineperformancetestdataandengineperformancesimu
2
lationcomputing,anddatavisualizinginthissystem.ltprovidesareliableandefficienttooltoresearchintoengineperformanceand
式中 , ge 为 n = nj 时发动机万有特性函数 ,当 n 不等于 nj 时 ,利用插值计算 。ge ( nj , TPe ) 是建立的 发动机万有特性的神经网络模型 ,发动机的转速和
MATLAB万有特性曲线
%不同转速下的燃油消耗率与扭矩的曲线拟合clear allbe1=[222.8,220.4,232.4,228.5,227.8,232.6,248.5,245.9,272.4,329.7];Ttq1=[399.8,354.1,318.5,278.1,236.2,203.6,185.3,157.2,117.2,80.8];T1=80:320/9:400; %转换矩阵格式Be1=interp1(Ttq1,be1,T1,'spline'); %n=1400r/min时燃油消耗率与扭矩的曲线拟合be2=[222.0,221.7,235.4,226.5,230.5,236.8,249.1,276.1,407.9,487.0];Ttq2=[409.1,365.7,328.3,284.1,243.7,203.2,164.3,123.9,83.5,39.7];T2=39:371/9:410;Be2=interp1(Ttq2,be2,T2,'spline');be3=[226.0,225.3,226.4,233.9,242.1,283.3,253.9,271.4,323.5,468.6];Ttq3=[408.3,368.3,328.3,289.0,244.4,208.8,167.7,132.1,89.5,46.1];T3=46:363/9:409;Be3=interp1(Ttq3,be3,T3,'spline');be4=[206.5,231.1,231.1,233.0,242.0,244.9,265.0,299.8,398.0,596.8];Ttq4=[425.6,380.3,332.7,290.9,244.4,205.1,160.2,114.5,68.8,30.7];T4=30:396/9:426;Be4=interp1(Ttq4,be4,T4,'spline');be5=[234.7,259.8,235.5,237.6,242.8,292.3,277.9,308.7,396.2,605.9];Ttq5=[420.7,379.6,334.6,291.6,244.4,202.8,157.5,116.0,74.1,37.8];T5=37:384/9:421;Be5=interp1(Ttq5,be5,T5,'spline');be6=[174.2,242.2,252.1,287.4,253.6,263.6,290.6,316.8,378.0,518.8];Ttq6=[404.6,360.5,322.7,283.0,243.3,205.5,162.1,124.7,86.8,52.4];T6=52:353/9:405;Be6=interp1(Ttq6,be6,T6,'spline');be7=[256.9,253.7,253.5,260.0,303.8,280.7,300.6,346.6,435.6,812.9];Ttq7=[378.0,344.7,310.3,264.3,226.1,186.8,154.2,115.3,76.3,34.1];T7=34:344/9:378;Be7=interp1(Ttq7,be7,T7,'spline');be8=[257.9,295.3,282.4,288.7,301.9,329.7,357.0,475.4,580.3,1080.1];Ttq8=[315.6,275.5,242.5,210.3,178.5,145.6,118.6,72.6,52.8,22.4];T8=22:294/9:316;Be8=interp1(Ttq8,be8,T8,'spline');B=[Be1';Be2';Be3';Be4';Be5';Be6';Be7';Be8'];N=[1400*ones(10,1);1600*ones(10,1);1800*ones(10,1);2000*ones(10,1);2200*ones(10,1);2400*ones (10,1);2600*ones(10,1);2800*ones(10,1)];Ttqn=[T1';T2';T3';T4';T5';T6';T7';T8'];G=[ones(80,1),N,Ttqn,N.^2,N.*Ttqn,Ttqn.^2];A=G\B; %A为6*1矩阵[n,Ttq]=meshgrid(1400:2800,100:600); %生成n-Ttq平面上的自变量“格点”矩阵be=A(1)+n.*A(2)++Ttq*A(3)+n.^2*A(4)+n.*Ttq*A(5)+Ttq.^2*A(6); %501×1401Pe=Ttq.*n/9550; %501×1401%外特性实验数据拟合Nw=[1403,1597,1797,1986,2102,2199,2303,2400,2507,2598,2700,2802]; Ttqw=[474,497,515,526,528.8,522.8,509.5,492.2,471.2,448.4,408.3,357.4]; n0=1400:2800;Ttqw_N=interp1(Nw,Ttqw,n0,'spline');h=repmat(Ttqw_N,501,1); % 501×1401矩阵ii=find(Ttq>h); %确定超出边界的“格点”下标 %155109×1be(ii)=NaN; %强制为非数Pe(ii)=NaN; %强制为非数%绘制等燃油消耗率曲线和等功率曲线三维拟合图subplot(1,2,1);mesh(n,Ttq,be);hold on;mesh(n,Ttq,Pe);axis([1000,3000,100,600,0,500]);hold on;xlabel('n(r/min)')ylabel('Ttq(N*m)')zlabel('Pe(KW) be(g/(KW*h))')title('等燃油消耗曲线和等功率曲线的三维拟合图')%绘制边界线(外特性曲线)subplot(1,2,2);plot(n0,Ttqw_N,'LineWidth',2);axis([1400,2800,100,550]);xlabel('n(r/min)');ylabel('Ttq(N*m)');title('万有特性曲线');hold on;%绘制等油耗率曲线的二维图B=contour(n,Ttq,be,11); %画等位线,并给出标识数据clabel(B); %把“等位值”沿等位线随机标识hold on;%绘制等功率曲线的二维图P=contour(n,Ttq,Pe,11); %画等位线,并给出标识数据clabel(P); %把“等位值”沿等位线随机标识legend('等油耗曲线','等功率曲线','外特性曲线')hold off%利用mesh作原始曲面N=3500:500:8000;T=1.3:-1.2/6:0.1;B=xlsread('F:\Matlab\RanJia.xls','revise5');%mesh(N,T,B)%colormap;%colorbar;%xlabel('转速n/ r*min^-^1'), ylabel('p平均有效压力/ Mpa'), zlabel('燃油消耗率z/ kg/(kw*h)')%hidden off 透明网孔%colormap; 表面小块着色%colorbar;%surf(,,,'FaceColor','red','EdgeColor','none');%camlight left; 增加光源%lighting phone 照明方式%view(-15,65) 改变视角(方位角,仰角)%利用interrp2矩阵插值函数作优化曲面N1=3500:50:8000;T1=1.3:-0.005:0.1;[N2,T2]=meshgrid(N1,T1);B1=interp2(N,T,B,N2,T2,'cubic');P1=T2.*N2/9.55;%figure;%surf(N1,T1,B1)%colormap;%colorbar;%xlabel('转速n/ r*min^-^1'), ylabel('p平均有效压力/ Mpa'), zlabel('燃油消耗率z/ kg/(kw*h)')%外特性实验数据拟合T3=[0.90,0.95,0.99,1.06,1.12,1.18,1.24,1.30,1.22,1.11];T4=interp1(N,T3,N1,'spline');W=repmat(T4,241,1); %平铺成381×91矩阵jj=find(T2>W); %确定超出边界的“格点”下标B1(jj)=NaN;%画外特性曲线plot(N1,T4,'LineWidth',2);axis([3500,8000,0.1,1.3]);hold on%画等油耗线v=[450,460,470,480,490,500,510,525,540,560];[A1,h]=contour(N2,T2,B1,v,'b:'); %N2,T2限制在X,Y轴上的范围,10为等高线条数clabel(A1,h,'manual');hold on%画等功率线[A2,h]=contour(N2,T2,P1,500:100:900,'k:'); %N2,T2限制在X,Y轴上的范围,10为等高线条数clabel(A2,h,'manual');plot(6000,1.114,'.','color','r');xlabel('转速—r/min');ylabel('扭矩—N ·m');legend('外特性曲线','等油耗线-g/(kW ·h)','等功率线-W') hold off% title('等油耗线');%xlabel('转速n/ r*min^-^1'), ylabel('p 平均有效压力/ Mpa')转速(r/min )扭矩(N ·m )。
MATLAB的发动机万有特性曲线绘制方法程序
%不同转速下的燃油消耗率与扭矩的曲线拟合clear allbe仁[222.8,220.4,232.4,228.5,227.8,232.6,248.5,245.9,272.4,329.7];Ttq仁[399.8,354.1,318.5,278.1,236.2,203.6,185.3,157.2,117.2,80.8];T1=80:320/9:400;%转换矩阵格式Be仁in terp1(Ttq1,be1,T1,'spli ne');% n=1400r/mi n 时燃油消耗率与扭矩的曲线拟合be2=[222.0,221.7,235.4,226.5,230.5,236.8,249.1,276.1,407.9,487.0];Ttq2=[409.1,365.7,328.3,284.1,243.7,203.2,164.3,123.9,83.5,39.7];T2=39:371/9:410;Be2=i nterp1(Ttq2,be2,T2,'spl in e');be3=[226.0,225.3,226.4,233.9,242.1,283.3,253.9,271.4,323.5,468.6];Ttq3=[408.3,368.3,328.3,289.0,244.4,208.8,167.7,132.1,89.5,46.1];T3=46:363/9:409;Be3=i nterp1(Ttq3,be3,T3,'spl in e');be4=[206.5,231.1,231.1,233.0,242.0,244.9,265.0,299.8,398.0,596.8];Ttq4=[425.6,380.3,332.7,290.9,244.4,205.1,160.2,114.5,68.8,30.7];T4=30:396/9:426;Be4=i nterp1(Ttq4,be4,T4,'spl in e');be5=[234.7,259.8,235.5,237.6,242.8,292.3,277.9,308.7,396.2,605.9];Ttq5=[420.7,379.6,334.6,291.6,244.4,202.8,157.5,116.0,74.1,37.8];T5=37:384/9:421;Be5=i nterp1(Ttq5,be5,T5,'spl in e');be6=[174.2,242.2,252.1,287.4,253.6,263.6,290.6,316.8,378.0,518.8];Ttq6=[404.6,360.5,322.7,283.0,243.3,205.5,162.1,124.7,86.8,52.4];T6=52:353/9:405;Be6=i nterp1(Ttq6,be6,T6,'spl in e');be7=[256.9,253.7,253.5,260.0,303.8,280.7,300.6,346.6,435.6,812.9];Ttq7=[378.0,344.7,310.3,264.3,226.1,186.8,154.2,115.3,76334.1];T7=34:344/9:378;Be7=i nterp1(Ttq7,be7,T7,'spl in e');be8=[257.9,295.3,282.4,288.7,301.9,329.7,357.0,475.4,580.3,1080.1];Ttq8=[315.6,275.5,242.5,210.3,178.5,145.6,118.6,72.6,52.8,22.4];T8=22:294/9:316;Be8=i nterp1(Ttq8,be8,T8,'spl in e');B=[Be1';Be2';Be3';Be4';Be5';Be6';Be7';Be8'];N=[1400*o nes(10,1);1600*o nes(10,1);1800*o nes(10,1);2000*o nes(10,1);2200* on es(10,1);2400*o nes(10,1);2600*o nes(10,1);2800*o nes(10,1)];Ttq n=[T1';T2';T3';T4';T5';T6';T7';T8'];G=[o nes(80,1),N,Ttq n,N.A2,N.*Tt qn ,Ttq n. A2];A=G\B;%A 为6*1 矩阵[n,Ttq]=meshgrid(1400:2800,100:600);% 生成n-Ttq 平面上的自变量“格点”矩阵be=A(1)+n. *A (2)++Ttq*A(3)+n.A2*A(4)+n.*Ttq*A(5)+Ttq.A2*A(6);Pe=Ttq.* n/9550;%外特性实验数据拟合Nw=[1403,1597,1797,1986,2102,2199,2303,2400,2507,2598,2700,2802];Ttqw=[474,497,515,526,528.8,522.8,509.5,492.2,471.2,448.4,408.3,357.4]; n0=1400:2800; Ttqw_N=i nterp1(Nw,Ttqw ,n 0,'spli ne');h=repmat(Ttqw_N,501,1);ii=find(Ttq>h);%确定超出边界的“格点”下标be(ii)=NaN;%强制为非数Pe(ii)=NaN;%强制为非数%绘制等燃油消耗率曲线和等功率曲线三维拟合图subplot(1,2,1);mesh( n, Ttq,be);hold on;mesh( n,Ttq,Pe);axis([1000,3000,100,600,0,500]);hold on;xlabel(' n(r/mi n)')ylabel('Ttq(N*m)')zlabel('Pe(KW) be(g/(KW*h))')title('等燃油消耗曲线和等功率曲线的三维拟合图')%绘制边界线(外特性曲线)subplot(1,2,2);plot( nO,Ttqw_N,'Li neWidth',2);axis([1400,2800,100,550]);xlabel(' n(r/mi n)');ylabel('Ttq(N*m)');title('万有特性曲线');hold on;%绘制等油耗率曲线的二维图B=contour(n,Ttq,be,11);%画等位线,并给出标识数据clabel(B);%把“等位值”沿等位线随机标识hold on;%绘制等功率曲线的二维图P=contour(n,Ttq,Pe,11);%画等位线,并给出标识数据clabel(P);%把“等位值”沿等位线随机标识lege nd('等油耗曲线','等功率曲线','外特性曲线')hold off。
基于MATLAB语言的发动机万有特性研究
第 25 卷 第 3 期 关志伟等 :基于 MATLAB 语言的发动机万有特性研究
341
图 1 发动机负荷特性曲线图 Fig111 Burden characteristic curve of engine
摘 要 : 在建立了发动机万有特性曲面拟合数学模型的基础上 ,利用 MATLAB 语言的矩阵运算 、三维曲线绘 图 、等值线法等方法 ,提出了一种计算并绘制发动机万有特性的新方法 。运用该方法 ,绘制了某发动机万有特 性的等油耗曲线 ,根据此曲线对某载货汽车等速行驶燃油经济性进行了模拟计算 ,并与试验结果进行对比 。 对比结果表明 ,该方法具有直观 、简便 、精度高 、实用性强等优点 。 关键词 : MATLAB ; 发动机 ; 万有特性 ; 三维曲面 中图分类号 : TP312 文献标识码 : A 文章编号 : 100025684 (2003) 0320339204
3 整车燃油经济性模拟计算及试验对比
利用上 述 发 动 机 万 有 特 性 数 学 模 型 及 基 于 MATLAB 语言的算法 ,并参考汽车理论中汽车燃 油经济性的计算方法 ,可对整车燃油经济性进行 模拟计算 。
已知某载货汽车整车有关参数 :汽车总质量 12 245 kg、汽 车 空 气 阻 力 系 数 0164 、迎 风 面 积 419 m2 、道 路 地 面 附 着 系 数 0178 、最 大 爬 坡 度 26 %、最高车速 120 km/ h 。以等速行驶燃油消耗 量为例 ,对该载货汽车燃油经济性进行模拟计算 。
表 1 模拟计算与试验结果对比
汽车发动机万有特性曲线簇计算机绘制算法
因而, 三次 B样条 曲线矢量方 程可表示
为I
CI . . ( u ) =N1 . . ( u ) P i l + N2 . ‘ ( u ) Pi + N3 , 4 ( u ) P i 十 1 +N‘ , ‘ ) P { + 2
( 4 )
至此, 所有的 Mj 均已求得。
2 . 2 . 2 最优逼近 曲线
对象 , 采用本文后面的传统 B样条曲线拟和
方式. 拟和 的 曲线在节 点容 易 出现奇 异性 , 从 图 形 上看就 是 曲线 两 次 经过 同一 节点 处 , 即
其中, X 一 i  ̄X<X j , h j =】 【 j -Xj 一 1 , j =1 ,
2, … … , N。
“ 打折 , 这样的情况必须避免 。 本 文 处理 方法 是 以 节 点作 为 特 征 , 多边 形控翩点构造二阶导数连续的 B样条曲线 。 若从空间 n + 1个顶 点 P i O;0 , 1 , …n ) 中选取 相 邻 的 四个 硬点 , 可 构造 出一段 三 次 B样条 曲线 , 其相 应 的基 函数 是 :
油耗 ) 。
x轴代表转速 , Y轴代表扭矩 , z代表油
移动 式试车 线在 我 国单缸 柴 油机试 车 中 的 真正 使用 , 仅 有一 年 多的 时问 , 其突 出的优 越 性 已赢 得 生产 厂 家 的 信赖 , 并 在 行 业 中 引 起 很大 反 响 。随着 它在 生 产实践 和使 用过 程 中 的 不 断改进 和提 高 , 必 将 显 示 出强 大 的 生 命力。 在 多缸 汽 油机 和柴 油机的 出厂试 验 中 , 这 种移 动式 试车 线 也必将 会占有 一席 之地
・21 ・
若i , j 的高 度值 不 等 , 则当f <O时 , 等 值 线 必 与 棱 边 有 唯 一 交 点 ; 当f >o , 两 者 无 交点 I 而当 f 一0时 , 等值 线过 节点 i 或j , 见 图 2 。值得 注意 的是 , f =O的情 形 极易 引起后 面
MTLAB绘制发动机万有特性MAP详细程序
MTLAB绘制发动机万有特性MAP详细程序采用MATLAB来绘制发动机MAP,通过附表1和2,将这两个表放在同一个根目录下,并编写M文件(见后面附录程序),将M文件跟附表1和2同时放在同一个不带中文的根目录下,点击运行即可。
详细绘图程序见附录。
附表1:转速扭矩燃油消耗率2500 613 221.662501 549.4 222.472500 484.3 221.462500 401.8 227.392499 300.3 242.942500 205.5 272.412498 99.1 375.582300 649.9 212.042300 578.8 212.76附表2:1168 408.821200 477.51337 5001485 514.481500 5731543 618.921401 749.821600 716.251656 749.71760 759.661885 759.952000 5001.将附表1粘贴到Excel中,并将Excel名称更改为12.xlsx文件,并将该12.xlsx 文件存放在E盘根目录下,即E:\12.xlsx2.将附表2粘贴到另外一个Excel中,并将Excel名称更改为hua.xlsx文件,并将hua.xlsx文件存放在E盘根目录下,即E:\hua.xlsx3.在MTLAB中点击File,New,Scrip新建一个M文件4. 将附录后的程序粘贴进去后点击运行,即可生成发动机MAP图。
附录程序:(注意:程序和两个Excel存放在同一个跟目录,因为程序会调用者两张表格)clearclcA=xlsread('E:\12.xlsx');%%%表示12.xlsx文件存放在E盘根目录下x=A(:,1);y=A(:,2);z=A(:,3);xi=(linspace(min(x),max(x),100));size(xi)%%%% linspace是Matlab中的一个指令,用于产生x1,x2之间的N点行矢量。
基于MATLAB的发动机万有特性曲线绘制方法_2_图文(精)
【设计研究】基于 M AT LAB 的发动机万有特性曲线绘制方法周广猛 1, 郝志刚 2, 刘瑞林 1, 陈东 3, 管金发 1, 张春海4(1. 军事交通学院汽车工程系 , 天津 300161;2. 军事交通学院训练部 , 天津300161; 3. 军事交通学院基础部 , 天津 300161;4. 兰州军区军械汽车技工训练大队 , 陕西 710111摘要 :利用 MAT LAB 数学运算能力 , , , 有曲线直观明了 , 把等燃油消耗率曲线、 , 拟合程度较高。
关键词 ; :A文章编号 :1673-6397(2009 02-0034-03U niversal Characteristics Curve Plotting Method based on MAT LABZ H O U G uang -m eng 1,H A O Z hi -gang 2, L I U Rui -lin 1,CHE N D ong 3,G U A N Jin -fa 1,Z H A NG Chun -hai 4(1. Autom obile Engineering Department , Academy of Military T ransportation , T ianjin 300161,China ;2. T raining Department ,Academy of Military T ransportation , T ianjin 300161,China ;3. G eneral C ourse Department , Academy of Military T ransportation , T ianjin 300161,China ;4. Ordnance Mechanic T raining Brigade , Lan Zhou Theater , X i ’ an 710111,China Abstract :Taking advantage of MAT LAB mathematic operation , data from engine characteristic test was processed , the method is sim ple and credible , The universal characteristics curve plotted is intuitionistic and perspicuous ,and was in g ood fit with data g ot in test.K ey Words :MATLAB ;Universal Characteristics Curve ;Plot作者简介 :周广猛 (1984- , 男 , 山东邹城人 , 在读硕士研究生 , 主要研究方向为动力机械特殊环境适应性。
基于Matlab的发动机特性研究
基于Matlab的发动机特性研究袁坚【摘要】本文使用Matlab绘制出发动机的外特征曲线,获取发动机不同转矩特性与比油耗特性,并进行四次多项式拟合,结果表明所选取的发动机整车匹配性能较好.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2019(000)008【总页数】2页(P51-52)【关键词】Matlab;发动机;特性研究;对比分析【作者】袁坚【作者单位】比亚迪汽车工业有限公司,广东深圳,518118【正文语种】中文0 引言利用MATLAB 能够对汽车发动机的实验数据进行整理与分析,获取相应的拟合曲线,实现动态系统的建模与仿真,因此MATLAB被广泛应用于汽车工程计算中[1]。
1 发动机特性的数学模型目前,使用实验数据对发动机性能进行描述的方法主要有两种:表格法与数学模型描述法。
其中,表格法的特点为计算简单、精度较高,但该法需要的实验数据测试量较大且测量精度要求较高;数学模型描述法是通过构建发动机转速、转矩以及油耗等参数间的数学模型对发动机的性能特性进行描述,该方法的特点在于其模拟精度高低取决于建模的方法,因此该方法的应用范围更广[2]。
1.1 发动机外特性的数学模型关于发动机的外特性可以借助曲线拟合的方法来构建相关性能参数之间的关系,拟合形式多使用多项式,其中拟合通式如下:式中:y——任意一条特征曲线的纵坐标;x——任意一条特征曲线的横坐标;P——多项式的阶次;Ai——多项式拟合系数,一般通过最下二乘法确定。
Matlab中曲线拟合等相应的工具箱或Polyfit、Polyval、Polytool、Polyconf等函数均可对上述曲线拟合。
1.2 万有特性的数学模型发动机的万有特性常使用多元回归方程拟合,将发动机的有效燃油消耗率ge看成转速ne与有效转矩Me的函数,回归模型如下:式中:{a0...ak-1}——模型中待定系数;{e1...aN-1}——随机误差;N——实验数据点数;K——多项式项数(k=(l+1)(l+2)/2,l 为多项式最高幂次)。
基于MATLAB的发动机万有特性曲面拟合
2 0 1 4 年第 3 期 第2 0 卷( 总第 1 4 8 期)
基 于 MA T L A B的发动机万有特性 曲面拟合
黄风 清
( 同济大学 汽车学院, 上海 2 0 0 0 9 2 ) 摘要 基于软件建模 的理论研 究方法在整车开发 中占据 了越来越重要的地位。发动机作为整 车中最为重要 的一个零部件 ,发动机的万有特性如何通过数 学模 型更准确地表 达出来,对整车模
Ab s t r a c t :A r e s e a r c h me t h o d o f b u i l d i n g ma t h e ma t i c a l mo d e l s b a s e d o n p r o f e s s i o n l a s o f t w a r e i s
柴油机设 计 与制造
D e s i g n&Ma n u f a c t u r e o f D i e s e l E n g i n e
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 1 - 0 6 1 4 . 2 0 1 4 . 0 3 . 0 0 3
o f g r e a t s i g n i i f c a n c e t o t h e p r e c i s i o n o f v e h i c l e c l a c u l a t i o n . A m o r e a c c u r a t e i f t t i n g e q u a t i o n f o r e n i g n e
p e fo r r ma nc e ma p i s d e v e l o p e d b y b u i l d i n g s e v e r l a d i f f e r e n t mo d e l s a n d a d o p t i n g t h e MAT L AB i f t t i n g c lc a u l a t i o n f u n c t i o n .
基于LabVIEW的发动机万有特性曲线建立
目前 ,大 多 数 发 动 机 台架 保 存 的 试 验 数 据 为 Excel格 式 数 据 文 件 。 本 文 采 用 Excel 2007提 供 的 Microsoft Excel 12.0 Object Library Version 1.6 ActiveX 控 件 和 LabVIEW 编 写 的 有 限状 态 机 来 读 取 文 件 中 的试 验 数 据 。
摘 要 :发动机 万有特性 图通 常 包括 等 油耗 曲线和等 功 率曲线 。采 用 LabVIEW 201l编程 ,先通 过 ActiveX控件 读 取 Excel文件
中 的 试 验 数 据 。 然 后 构 造 曲 面 网 格 ,利 用 Biharmonic Spline二 维 离散 点 插 值 方 法 拟 合 三 维 曲 面 。 最 后 ,采 用 Contour Line.vi绘
0 引 言 发 动机 试 验 需 要 离 线 处 理 的 数 据 包 括 负 荷 特 性 数 据
(功 率 、比油 耗 、气 体 排 放 、烟 度 等 )、外 特 性 数 据 (转 速 、扭 矩 、比油耗 、烟 度 、排 温 、进 气量 、充 气 效 率 、空 燃 比等 )、万 有 特性 数 据 和其 他 相关 试 验 数 据 。万 有 特 性 曲线 反 映 的是 在 不 同发动机 转速 和负 荷 下 的油 耗率 ,主要 包 括 等 油耗 曲线 和 等功 率 曲线 ,根据需 要还 可 以画 出等过量 空气 系数 等曲线 … 。
基于MATLAB的气动马达万有特性曲线绘制方法研究.caj
不合理 , 使得气动马达普遍存在耗气量大 、 工作效率 低及动力性不能得到有效发挥等问题 。 气动马达的合理选型能够提高绞车等气动工具 的工 作 效 率 , 降 低 耗 气 量, 改 善 经 济 性。因 此, 在为
目前 , 国内外诸多学者对发动机万有特性曲线
] 3 5 - , 的绘制方法进行了广泛而深入的研究 [ 但对气动
[神经网络
。
典型的 B 该结构由输 P 神 经 网 络 结 构 如 图 1 所 示,
9] , 入层 、 隐含层和输出层三层结构组成 [ 隐含层可以
2 基于多 元 线 性 回 归 方 法 的 气 动 马 达 万 有 特性曲线绘制
L A B 编程实现第 1. 1 节所述多元线 利用 MAT , “ ” 性回归 模 型 并 用 x l s r e a d 语句读取 E X C E L 表格 [ 1 0] , 中气动马达台架试验所得数据 部分试验数据如 表 1~2 所示 。
2 0 1 3年 第4 2卷 第1 2期 第2 1页 ( ) 文章编号 : 1 0 0 1 3 4 8 2 2 0 1 3 1 2 0 0 2 1 0 5 - - -
石 油 矿 场 机 械 O I L F I E L D E U I PME N T Q
( ) : 2 0 1 3, 4 2 1 2 2 1~2 5
有一层或多层 , 各层之间神经元实现全互联连接 。 将某型气动马达试验所得样本数 据 中 的 转 速 n 和 T 转矩作为神经网络的输 入 , 将气动马达耗气率
T , 即 网 络 输 入 为 p= [ 网络期 作为网络输 出 , n, T]
基于 MA T L A B 的气动马达万有 特性曲线绘制方法研究
曾 鸣, 王葆葆 , 张仕民 , 王文明
如何用matlab绘制电机效率map图或发动机万有特性曲线
如何用matlab绘制电机效率map图或发动机万有特性曲线第一篇:如何用matlab绘制电机效率map图或发动机万有特性曲线如何用matlab绘制电机效率map图或发动机万有特性曲线前段时间写论文,需要绘制电机效率map图,其实和发动机万有特性曲线一样。
看了好多资料都不会,问问师兄也没具体画过。
困惑中查到貌似有几个软件可以画map图,由于我比较熟悉matlab,就选用它了,可是matlab也不知道咋画呀,我查看了matlab图形处理这一块,突然发现等高线图绘制,咦这不就是高中地理学的吗和map图万有特性图本质一样吗就是contour函数啦,惊喜万分5.2.13 等值线图等值线图可用于绘制地理数据中的等高图、气象数据中的等势图等。
等值线图在二维图形中把第三维中相同大小的数据连接为等值线,一定程度上可以表示第三维的信息,同时等值线图相比三维图更容易观察数据之间的关系,被广泛的应用于各个领域。
MATLAB中提供了一系列的函数用于绘制不同形式的等高线图,其中包括: 1.contour()函数contour()函数可用于绘制二维等值线图,函数的调用格式为:θ contour(z):输入数据z为二维矩阵,绘制数据z的等值线,绘图时等值线的数量和数值根据矩阵z的数据范围自动确定。
θ contour(z,n):绘制等值线图,设置等值线数目为n。
θ contour(z,v):绘制等值线图,向量v设置等值线的数值。
θ contour(x,y,z):绘制矩阵z的等值线图,输入参数x、y用于指定绘制的等值线图的坐标轴数据,同时输入数据x、y、z必须为大小相等的矩阵。
θcontour(x,y,z,n):为指定坐标轴的等值线图设置等值线的数目n。
θ contour(x,y,z,v):为指定坐标轴的等值线图设置等值线的数值v。
θ contour(...,LineSpec):输入参数LineSpec用于设置等值线的线型。
θ [c,h] = contour(...):返回contour()函数绘制的等高线图中的等值线的数值标签c和包含所有图形对象的句柄h; 2.contourf()函数contourf()函数用于绘制带填充的二维等值线图。
基于MATLAB软件的发动机特性曲线拟合
基于MATLAB软件的发动机特性曲线拟合
申爱玲;邓清方
【期刊名称】《广西轻工业》
【年(卷),期】2011(027)007
【摘要】根据发动机特性试验数据,利用MATLAB强大的数据运算处理功能,基于最小二乘法原理与多元线性回归理论模型,拟合得到其外特性和万有特性曲线,可以提高计算效率,并得到较高的试验精度.
【总页数】2页(P37-38)
【作者】申爱玲;邓清方
【作者单位】邵阳学院机械与能源工程系,湖南,邵阳,422004;邵阳学院机械与能源工程系,湖南,邵阳,422004
【正文语种】中文
【中图分类】TK401
【相关文献】
1.一种基于试验数据的发动机特性曲线拟合
2.基于Matlab软件的药时曲线拟合及其程序实现
3.MATLAB曲线拟合工具箱在发动机特性拟合中的应用
4.发动机台架试验特性曲线拟合算法研究与实现
5.基于Matlab软件的药时曲线拟合及其程序实现
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Universal Characteristics Curve Plotting Method based on MATLAB
ZHOU Guang -meng1 ,HAO Zhi -gang2 ,LIU Rui -lin1 ,CHEN Dong3 ,GUAN Jin -fa1 ,ZHANG Chun -hai4 (1 .Automobile Engineering Department , Academy of Military Transportation , Tianjin 300161 , China ;
3 曲线的绘制
根据某发动机外特性和负荷特性得到的数据来
绘制该发动机的万有特性曲线 , 外特性和负荷特性
数据如表 2 、表 3 所示 。
表 2 外特性试验数据
转速 n(r min) 1403 扭矩 Ttq(N·m) 474 转速 n(r min) 2303 扭矩 Ttq(N·m) 509 .5
1597 1797 497 515 2400 2507 492 .2 471 .2
4 .Ordnance Mechanic Training Brigade , Lan Zhou Theater , Xi' an 710111 , China))
Abstract :Taking advantage of MATLAB mathematic operation , data from engine characteristic test was processed , the method is simple and credible , The universal characteristics curve plotted is intuitionistic and perspicuous , and was in good fit with data got in test .
面拟合 。
边界线的绘制实际上是把由外特性试验得到的
bel
1
n1
Ttq1
n
2 1
n 1 T tq1
T2 tq1
…
be2 = 1
n2
Ttq2
n
2 2
n 2 T tq2
T2 tq2
…
…
…… … … … …
b eN
1
nN
T tqN
n
2 N
N N TtqN
T2 tqN
…
可表示为 :B =G ×A +E , 式中 k 为多项式的 项数 , l 为多项式的最高次幂 , 其中 k =(l +1)(l +
作者简介 :周广猛(1984 -), 男 , 山东邹城人 , 在读硕士研究生 , 主要研究方向为动力机械特殊环 境适应性 。
2009 年第 2 期
周广猛 , 等 : 基于 MATLAB 的发动机万有特性曲线绘制方法
· 35 ·
不失为一个较好的手段 。
坐标的万有特性曲线运用最广[ 7] , 绘制该万有特性
2009 年第 2 期(总第 110 期)
内 燃机与动力装置 I .C.E &Powerplant
【设计研究】
基于 MATLAB 的发动机万有特性曲线绘制方法
2009 年 4 月
周广猛1 , 郝志刚2 , 刘瑞林1 , 陈 东3 , 管金发1 , 张春海4 (1 .军事交通学院 汽车工程系 , 天津 300161 ;2 .军事交通学院 训练部 , 天津 300161 ; 3 .军事交通学院 基础部 , 天津 300161 ;4 .兰州军区 军械汽车技工训练大队 , 陕西 西安 710111)
be(g (kW·h))的三维曲面图 , 再利用 MATLAB 语言
里的 contour 语句生成二维的等值线图(相当于用不 同的 Ttq -n 平面去截 be 、n 、Ttq 的三维曲面图), 进而 得到发动机的等油耗曲线 , 而等油耗曲线模型的建
Ttq 、n 数据绘制在平面上 , 形成 Ttq -n 关系曲线 , 构 成发动机万有特性曲线的边界线 , 此时油量调节机 构固定在标定循环供油量位置 , 万有特性曲线上的 转速和扭矩不可能超出边界线的范围 。
根据公式 Pe =T tq n 9550 , 选择不同的 Ttq 、n , 利 用 interp1 进行拟合 , 得到函数 P e =f (Ttq , n), 绘制 得到三维曲线 , 利用 contour 命令得到的双曲线即是 等功率曲线 。
立实际上是建立燃油消耗率 be 与转速 n 和平均有
效压力Pme 的函数 , 采用多元线性回归的方法进行曲
它在两个点之间简单地采用直线拟合 , 故效果并不
光滑),`cubic' (三次的)和`spline' (样条型)等 , 本论
文采用拟合效果较好的`spline' 型插值方法 建立模 型[ 10] 。
2 .3 等功率曲线模型的建立
根据公式 Pe =T tq n 9550 , 建立等功率曲线的模
型。
2 模型的建立
1986 526 2598 448 .4
2102 528.8 2700 408.3
2199 522.8 2802 357.4
N
由 式(1), 根据 最 小二 乘法 原 理 ,
J
= i
∑
=0
e
2 i
=
ET·E 值为最 小 , 此时
J A
A =A =0 。 进 而得 到 B =
G ×A , 从理论上讲系数矩阵 G 的阶数 l 越大越能更
228 .5
2 36 .2
227 .8
2 03 .6
232 .6
1 85 .3
248 .5
1 57 .2
245 .9
1 17 .2
272 .4
8 0 .8
329 .7
1600
Ttp N·m 409 .1
be
g·(kW·h)-1 222 .0
365 .7
221 .7
328 .3
235 .4
284 .1
1 利用 MATLAB 绘制万有特性曲线的过程
曲线需要画出等燃油消耗率曲线 、等功率曲线和边 界线 , 具体绘制方法如表 1 所示 。
以转速为横坐标 、平均有效压力(或扭矩)为纵
表 1 发动机万有特性曲线绘制方法
线型 等燃油 消 耗率 曲线
边界线
等功率曲线
绘制方法 先建 立 燃 油消 耗 率 与转 速 和 扭
244 .4
242 .1
208 .8
283 .3
167 .7
253 .9
132 .1
271 .4
89 .5
323 .5
46 .1
468 .6
2000
Ttq N·m 425 .6
be
g·(kW·h)-1 2 06 .5
ห้องสมุดไป่ตู้
380 .3
2 31 .1
332 .7
2 31 .1
290 .9
单 , 方法较为成熟 , 研究的重点多集中在等燃油消耗 率曲线的拟合与绘制上 , MATLAB 中提供了二元插 值函数 、三次插值 、V4 插值等多种插值方法 , 但要求 数据间隔要足够小 , 而且对周围节点的精度要求高 , 个别数据点的误差有可能造成数据畸变[ 4] 。 由洛阳
凯迈机电有限 公司开发的 FST2D 发动 机控制系统 利用 MATLAB 的计算引擎 , 可以利用发动机试验数 据绘制万有特性曲线 , 但对试验点的密度和准确度 仍然要求较高[ 5] 。而文中所采用的方法能够很好地 解决这个问题 。其它方法如神经网络拟合方法需要 重新训练网格 , 比较繁琐 ;从一元样条非张量积形式 推广到薄板样条形式可较好光滑曲线 , 但易出现多 个插值点[ 6] ;本文中利用的最小二乘法原理 , 采用多 元线性回归的方法 , 但随着拟合条件增加 , 也有产生 奇点的可能 。但在试验点采集受限等条件限制下仍
矩的 关 系 模 型 , 绘 出 三 维 曲 面 图 , 再生成二维的 等值线图 。 根据 发 动 机外 特 性 曲线 的 数 据
绘制边界线 。 公式 Pe =T tq n 9550 绘制, 绘出三 维曲面图 , 再生成二维等值线图
采用(建立)的模型 be =f(Ttq , n) T tq =f(n) T tq =f(n)
Key Words :MATLAB ;Universal Characteristics Curve ;Plot
引 言
为了能全面反映发动机的性能 , 把发动机的多 个参数画在一张图上而形成的多参数的特性曲线叫 做发动机的万有特性曲线[ 1] , 传统用作图法制取万 有特性曲线是将不同转速下的负荷特性曲线绘制在 同一张坐标图上 , 形成曲线簇 , 然后从曲线簇上把等 油耗点逐一投影到万有特性图上 , 并圆滑地连接成 等油耗曲线 , 再做出等功率曲线 , 画出外特性曲线 , 进而得到发动机的万有特性曲线 , 这种万有特性曲 线的手工绘制方法费时费力 , 难以保证数据和图形 的精度[ 2] , 而 MATLAB 软件具有强大的矩阵计算和 数据可视化能力[ 3] , 为万有特性曲线的绘制提供了 一种新的方法 。 国内开展了利用MATLAB 进行万有 特性曲线绘制的研究 , 由于外特性曲线拟合较为简
好地实现等燃油消耗率曲线的拟合 , 然而 l 变大时 ,
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