【正文】 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理的基本知識(shí)作了比較詳細(xì)的介紹，并學(xué)習(xí)了徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的典型算法：中心調(diào)整算法和權(quán)值調(diào)整算法。(4)在MATLAB環(huán)境下，用VAG1552汽車故障診斷儀收集故障數(shù)據(jù)，通過(guò)編制的RBF網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)捷達(dá)ATK型電噴發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)的3種故障原因進(jìn)行故障模式識(shí)別和診斷。132. RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)現(xiàn)代汽車的微機(jī)控制系統(tǒng)都具有故障自診斷功能，利用電腦本身監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作狀況和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，再通過(guò)一定的操作程式把汽車電腦的故障碼提取出來(lái)，從而進(jìn)行故障診斷。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有較強(qiáng)的自組織、自學(xué)習(xí)能力，以及出色的非線性映射能力。RBF網(wǎng)絡(luò)是目前應(yīng)用較為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)。圖 21 徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)接受輸入信號(hào)的單元層稱為輸入層，輸出信號(hào)的單元層稱為輸出層，不直接與輸入輸出發(fā)生聯(lián)系的單元層稱為隱層。隱層在接受到整個(gè)輸入模式后，由于傳遞函數(shù)的作用，隱層單元的輸出就與輸入層大不相同了。由圖知RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)隱層，輸出單元是線性求和單元，所以輸出是各隱單元輸出的加權(quán)和。網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)確定之后，學(xué)習(xí)和訓(xùn)練對(duì)所有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)都是最基本的。訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的目的是使得能用一組輸入矢量產(chǎn)生一組所需要的輸出矢量。RBF網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)可用聚類法確定函數(shù)中心，隱單元到輸出的權(quán)可直接計(jì)算，避免了學(xué)習(xí)中的反復(fù)迭代過(guò)程，故學(xué)習(xí)速度較快，且結(jié)果準(zhǔn)確。其學(xué)習(xí)算法可分為兩個(gè)階段: 即調(diào)整隱層單元RBF的中心(中心調(diào)整算法)和調(diào)整輸出層與隱層之間的連接權(quán)值(權(quán)值調(diào)整算法) 。2輸入樣本向量3計(jì)算距離 i=1，2，……k4求出最小距離 式中r表示輸入向量x的最佳匹配中心的下標(biāo)值。6判別如果 i=1，2，…，k則終止計(jì)算；否則轉(zhuǎn)2.（2）權(quán)值調(diào)整算法（正交最小二乘算法）正交最小二乘算法(OLS)是一種回歸算法，它利用正交優(yōu)選方法找出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最佳隱含單元數(shù)目，從而確定最小的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時(shí)算出具體權(quán)值。如果，則終止計(jì)算；否則轉(zhuǎn)2。本文以捷達(dá)兩閥電噴ATK型發(fā)動(dòng)機(jī)為例對(duì)電子控制燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。其中進(jìn)氣系統(tǒng)為發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合氣的形成提供必需的氧氣，燃油供給系統(tǒng)將燃油進(jìn)行過(guò)濾后并使其具有一定的壓力，點(diǎn)火系統(tǒng)計(jì)算出點(diǎn)火時(shí)刻和通電時(shí)間，最后電子控制系統(tǒng)根據(jù)各傳感器信號(hào)計(jì)算出進(jìn)氣量（系統(tǒng)中的氧傳感器隨時(shí)監(jiān)測(cè)混合氣，使空燃比始終保持=1）、最佳噴油持續(xù)時(shí)間，精確的控制噴油量和點(diǎn)火時(shí)刻。利用安裝在不同位置上的各種傳感器，可以檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，電控發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU能根據(jù)各傳感器測(cè)得的工作狀態(tài)參數(shù)，來(lái)決定發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的最優(yōu)噴油量和點(diǎn)火提前角，以實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行工況過(guò)程中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能要求。目前采用的方法只是用語(yǔ)言或模糊方式來(lái)直接描述故障征兆與故障原因或故障征兆與故障部件的關(guān)系，以故障征兆狀態(tài)特征為基礎(chǔ)進(jìn)行故障診斷，先確定出變異參數(shù)，然后再確定故障的具體原因和部件。電噴發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)都是由傳感器、電子控制器ECU和執(zhí)行器3部分組成。由于電控發(fā)動(dòng)機(jī)品種繁多且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此故障征兆也各種各樣。狀態(tài)特征的選擇是要解決一種運(yùn)行工況或者不同故障征兆之間能否相互區(qū)別的問(wèn)題，狀態(tài)特征的提取，不僅是為了描述更精煉簡(jiǎn)潔，還具有確定故障原因的目的。其所需測(cè)試的技術(shù)狀態(tài)特征的描述參數(shù)有，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、噴油時(shí)間、進(jìn)氣壓力、調(diào)節(jié)值、點(diǎn)火提前角、節(jié)氣門開度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變動(dòng)率等。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低，關(guān)系到單位時(shí)間內(nèi)作功次數(shù)的多少或發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率的大小。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，單位時(shí)間內(nèi)做功越多，所以功率越大，但是轉(zhuǎn)速越高，使整個(gè)循環(huán)速度加快，燃油沒(méi)有足夠時(shí)間完全燃燒就排出去了。所以不是轉(zhuǎn)速越高越好。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)燃燒室內(nèi)的混合汽燃燒后會(huì)產(chǎn)生高溫的壓縮氣體（約為800—2000℃），運(yùn)動(dòng)部件受熱膨脹會(huì)破壞正常的配合間隙，影響發(fā)動(dòng)機(jī)其他部件的損壞；而如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)低，還會(huì)造成汽缸進(jìn)氣溫度過(guò)低、燃燒不正常、功率下降、油耗增加等現(xiàn)象。(3) 進(jìn)氣溫度進(jìn)氣溫度過(guò)高會(huì)使可燃混合氣溫度過(guò)高，造成不完全燃燒。(4) 點(diǎn)火提前角從點(diǎn)火時(shí)刻起到活塞到達(dá)壓縮上止點(diǎn)，這段時(shí)間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度，就是點(diǎn)火提前角?；旌蠚鈴狞c(diǎn)燃、燃燒到燒完有一個(gè)時(shí)間過(guò)程，隨著轉(zhuǎn)速的上升，轉(zhuǎn)過(guò)同樣角度的時(shí)間變短，只有更大的提前角才能得到相應(yīng)的提前時(shí)間。最大點(diǎn)火提前角也不能太大，一般不能超過(guò)60度，否則振動(dòng)和溫升問(wèn)題將凸顯，效率也將下降。點(diǎn)火過(guò)早，會(huì)造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，磨損加劇。不論點(diǎn)火過(guò)早或過(guò)遲，都會(huì)影響轉(zhuǎn)速的提升。(6)空燃比發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，燃料必須和吸進(jìn)的空氣成適當(dāng)?shù)谋壤拍苄纬煽梢匀紵幕旌蠚狻CU計(jì)算機(jī)控制燃油噴射，空氣流量是由空氣流量傳感器測(cè)定，進(jìn)氣壓力傳感器吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量，為空氣流量計(jì)測(cè)出的進(jìn)氣量做修正，從而控制汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)工況下都能獲得最佳濃度的混合氣?？杖急却笥诶碚撝档幕旌蠚饨凶鱿』旌蠚猓瑲舛嘤蜕?，燃燒完全，油耗低，污染小，但功率較小。因此，為了降低油耗和減少污染，應(yīng)當(dāng)盡量使用空燃比大的稀混合氣，只在需要時(shí)才提供濃混合氣。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大了，會(huì)減少發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，嚴(yán)重的可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或者部件損壞。4. 診斷實(shí)例神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本是進(jìn)行故障模式識(shí)別的基礎(chǔ)，由于同樣的故障模式其產(chǎn)生的故障原因可能不同，因此，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障模式識(shí)別時(shí)，通過(guò)對(duì)不同故障原因的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)樣本進(jìn)行訓(xùn)練，才能達(dá)到識(shí)別故障的目的。 故障模式識(shí)別的目的就是通過(guò)確認(rèn)故障模式來(lái)判別故障原因或部位。怠速工況是指，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)完全放松油門踏板，指發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)的一種工作狀況。ECU檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、溫度和負(fù)荷狀態(tài)，來(lái)控制電機(jī)以穩(wěn)定怠速轉(zhuǎn)速。(l)怠速電機(jī)不工作 電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速控制采用閉環(huán)方式，怠速控制閥的機(jī)械故障(如怠速閥卡滯，封閉不嚴(yán)漏氣)和電器故障，都將造成怠速不穩(wěn)定的現(xiàn)象。由于怠速控制條件的改變，使發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速受漏氣量的影響而導(dǎo)致轉(zhuǎn)速的波動(dòng)現(xiàn)象，因而造成發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)。由于噴油器的堵塞，將造成實(shí)際噴油量的減少和各缸供油量不均勻。本文采用故障診斷儀VAG1552，對(duì)捷達(dá)轎車ATK型（壓力型）發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行樣本采集。在無(wú)故障碼的條件下，設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)分別為：怠速正常工作；怠速電機(jī)不工作；進(jìn)氣系統(tǒng)漏氣；某缸噴油嘴堵。節(jié)氣門開度/%調(diào)節(jié)值/%發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變動(dòng)率/%12345678860870865870860865870860949495959594949542414142414242425142怠速電機(jī)不工作樣本數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/r. min冷卻液溫度/℃進(jìn)氣溫度/℃噴油時(shí)間/ms進(jìn)氣壓力/k Pa點(diǎn)火提前角/176。節(jié)氣門開度/%調(diào)節(jié)值/%發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變動(dòng)率/%1234567890086093096010209901090112094949595949494954040414042404142323371160252544某缸噴油嘴堵樣本數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/ r. min冷卻液溫度/℃進(jìn)氣溫度/℃噴油時(shí)間/ms進(jìn)氣壓力/k Pa點(diǎn)火提前角/176。用上述故障樣本對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，設(shè)計(jì)怠速正常工作狀態(tài)的樣本輸入網(wǎng)絡(luò)后輸出為1000，怠速電機(jī)不工作樣本輸出為0100，進(jìn)氣系統(tǒng)漏氣樣本