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[发明专利]基于卡尔曼滤波估计的高压共轨系统喷油量的方法及串级闭环控制方法-CN202310686261.2在审
发明人： 费红姿;王六平;刘冰鑫;尹克奔;韩圣 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-06-09 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： F02D41/38 文献下载
摘要：本发明公开了基于卡尔曼滤波估计的高压共轨系统喷油量的方法及串级闭环控制方法，属于柴油机燃油系统控制技术领域，基于轨压调整喷油量方法，考虑到工程应用中的噪声、不确定干扰及模型非线性等问题，本发明采用串级闭环控制方法，该串级控制包括喷油量闭环和轨压闭环，喷油量闭环中基于卡尔曼滤波的方法实时估计喷油量，将实时估计的喷油量作为反馈用于喷油量闭环控制。同时通过实时估计的喷油量计算出目标轨压，目标轨压作为输入对轨压闭环进行控制，共轨的压力为轨压闭环的输出和反馈。本发明能够实现高压共轨系统在不同工况下的喷油量闭环控制，从而有力的保证循环喷油性能的一致性和可靠性。
基于卡尔滤波估计高压系统喷油量方法闭环控制

[发明专利]一种基于互补集合经验模态分解的柴油机气阀间隙状态分析与故障诊断方法-CN202310452081.8在审
发明人： 费红姿;石忠心;柳一林;刘冰鑫;王浚哲;蔡京栩 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-04-24 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G01M15/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于互补集合经验模态分解的柴油机气阀间隙状态分析与故障诊断方法，属于柴油机故障诊断技术领域。针对现有故障诊断方法无法识别柴油机气阀间隙异常故障的问题，本发明设计了一种“信号预处理‑特征参数提取‑状态分析‑故障诊断”的柴油机气阀状态分析与故障诊断方法。该方法首先对缸盖振动信号进行去趋势项、重采样等预处理，然后基于互补集合经验模态分解提取振动信号的总能量熵、重心频率和总功率谱熵三个特征参数，并应用支持向量机分类方法进行气阀间隙状态分析以及故障类型的判断，可以快速、准确的判断柴油机配气机构气阀间隙是否异常并准确判断气阀间隙故障类型。
一种基于互补集合经验分解柴油机气阀间隙状态分析故障诊断方法

[发明专利]一种带浮动阀座可调流通截面积同轴式燃气喷射阀-CN201710504584.X有效
发明人：宋恩哲;王毓源;范立云;姚崇;费红姿 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2017-06-28 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： F02M21/02 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种带浮动阀座可调流通截面积同轴式燃气喷射阀,通过在双阀芯双电磁铁控制的结构，实现了可调喷气流量。通过浮动阀座结构，实现避免由于燃气喷射阀内外压力不平衡导致的反向泄漏功能，保证了燃气喷射阀工作的可靠性；通过外导向结构与内部导流腔、压力平衡槽相配合，保证阀芯的垂直度，实现气流的稳定工作，可靠工作，实现高响应速度；通过轴向主气槽直接进气和周向补气孔进气的混合进气方式，实现大流量，有效地提高发动机的供气效率，同时可以避免气流干涉，实现气路的稳定；通过阀芯和阀座间的多道环带结构，实现燃气喷射阀的面密封，高可靠性。
一种浮动可调流通截面同轴燃气喷射

[发明专利]一种直通式带浮动阀座的内导向燃气喷射阀-CN201710504570.8有效
发明人：范立云;蒋顺豪;杨立平;马修真;费红姿 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2017-06-28 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： F02M21/02 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种直通式带浮动阀座的内导向燃气喷射阀，通过浮动阀座结构，实现避免由于燃气喷射阀内外压力不平衡导致的反向泄漏功能，保证了燃气喷射阀工作的可靠性；通过直通结构和导流腔结构实现进气和导流过程；通过执行器的控制实现阀芯的控制，气路的控制，实现喷气功能；通过内导向结构与压力平衡孔、压力平衡槽相配合，保证阀芯的垂直度，实现气流的稳定工作，可靠工作，实现高响应速度；通过轴向主气槽直接进气和周向补气孔进气的混合进气方式，实现大流量，有效地提高发动机的喷气效率，同时可以避免气流干涉，实现气路的稳定；通过阀芯和阀座间的多道环带结构，实现燃气喷射阀的面密封，高可靠性。
一种通式浮动导向燃气喷射

[发明专利]一种直通式带浮动阀座的压电式外导向燃气喷射阀-CN201710504594.3有效
发明人：宋恩哲;王毓源;范立云;费红姿;董全 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2017-06-28 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： F02M21/02 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种直通式带浮动阀座的压电式外导向燃气喷射阀，通过浮动阀座结构，实现避免由于燃气喷射阀内外压力不平衡导致的反向泄漏功能，保证了燃气喷射阀工作的可靠性；通过直通结构和导流腔结构实现进气和导流过程；通过压电执行器的控制实现阀芯的控制，气路的控制，实现喷气功能；通过外导向结构与压力平衡孔、压力平衡槽相配合，保证阀芯的垂直度，实现气流的稳定工作，可靠工作，实现高响应速度；通过轴向主气槽直接进气和周向补气孔进气的混合进气方式，实现大流量，有效地提高发动机的供气效率，同时可以避免气流干涉，实现气路的稳定；通过阀芯和阀座间的多道环带结构，实现燃气喷射阀的面密封，高可靠性。
一种通式浮动压电导向燃气喷射

[发明专利]一种直通式轴向进气的外导向燃气喷射阀-CN201710511976.9有效
发明人：范立云;蒋顺豪;赵文圣;杨立平;费红姿;石勇 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2017-06-28 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： F02M21/02 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种直通式轴向进气的外导向燃气喷射阀，通过电磁铁通电吸引衔铁的方式，使得阀芯组合体在外侧的导向块的外导向作用下离开阀座运动，实现燃气阀喷气的功能；阀芯底端应用密封环带进而形成进气环腔，燃气沿轴向进入，一方面避免了燃气干涉，保证了气路平衡，另一方面减轻了阀座质量，提高了响应速度；本发明采用带有稳压腔的阀座结构，其能够有效抑制燃气喷射阀内部燃气压力的波动，保证了燃气喷射阀喷气压力的稳定性；本发明于衔铁处设置了压力平衡孔，于底板处设置了压力平衡槽，促使衔铁内外气路达到平衡，保证了衔铁上下无燃气压力差，进一步地提高了燃气喷射阀的响应速度，降低了燃气喷射阀工作的控制难度。
一种通式轴向导向燃气喷射

[发明专利]一种基于观测器的高压共轨系统喷油量PI闭环控制方法-CN202310170021.7在审
发明人： 费红姿;王六平;刘冰鑫;尹克奔;韩圣 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-02-27 - 公布日： 2023-05-19 - 主分类号： F02D41/38 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种基于观测器的高压共轨系统喷油量PI闭环控制方法，包括如下步骤：采集压力信号；设计喷油规律观测器；将实时观测的喷油率在喷油时刻内进行积分得到观测的喷油量；设计喷油量PI闭环控制系统；喷油脉宽的变化量加上初始脉宽，得到当前的喷油脉宽，由电磁阀控制喷油器中的针阀开启和关闭时刻，从而控制喷油过程，喷油过程引起共轨管内的燃油压力波动，输入到喷油规律观测器中，如此循环往复构成喷油量闭环观测和闭环控制过程。本发明不需要加装传感器，也不需要破环发动机喷油器及燃烧室的整体结构，设备简单，可以实现发动机缸外测量。
一种基于观测器高压系统喷油量 pi 闭环控制方法

[发明专利]基于全极点模型和K-means方法的齿轮故障诊断方法-CN202310169678.1在审
发明人： 费红姿;柳一林;石忠心;王浚哲;郭子健;袁晨 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-02-27 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G01M13/028 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供基于全极点模型和K‑means方法的齿轮故障诊断方法，包括建立齿轮箱系统振动信号全极点模型、基于K‑means的故障特征参数提取和齿轮故障在线诊断流程，其中建立齿轮箱系统振动信号全极点模型包括全极点模型、模型参数辨识、模型阶数确定和求取模型极点等。本发明将正常、断齿与磨损三种状态下的极点s1聚集成若干簇，并识别出每个簇的中心点Ci以及距离阈值Ri作为故障特征参数。基于故障特征参数中心点Ci以及距离阈值Ri，建立齿轮故障诊断流程，利用极点位置与中心点Ci的距离以及Ri判断是否属于某簇，从而实现齿轮健康、断齿、磨损三种状态的故障诊断。
基于极点模型 means 方法齿轮故障诊断

[发明专利]一种基于LQR的电控燃油系统喷油规律观测器设计方法-CN202211669943.4在审
发明人： 费红姿;刘冰鑫;尹克奔;韩圣;王浚哲;石忠心 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-12-25 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： F02D41/38 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种基于LQR的电控燃油系统喷油规律观测器设计方法，包括如下步骤：建立基于瞬时共轨压力的喷油规律数学模型，工作点模型参数辨识，构建状态空间模型，基于LQR的喷油规律闭环观测器设计。本发明建立了基于瞬时轨压的喷油规律非线性模型，并在工作点处进行线性化及模型参数识别。通过选取共轨管的瞬时压力、喷油率、喷油率的变化率三个变量，建立可观测的状态空间模型。基于建立的状态空间模型，提出了基于LQR的喷油规律实时观测方法。通过状态误差加权矩阵、输出误差反馈控制加权矩阵调节观测器性能，实现对闭环观测器反馈增益的优化设计。
一种基于 lqr 燃油系统规律观测器设计方法

[发明专利]一种基于振动信号的齿轮故障在线实时诊断方法-CN202211669935.X在审
发明人： 费红姿;柳一林;石忠心;王浚哲;郭子健;袁晨 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-12-25 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G01M13/021 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种基于振动信号的齿轮故障在线实时诊断方法，包括如下步骤：齿轮系统健康监测，故障类型判断，故障位置判断。针对齿轮断齿、磨损等典型故障，本发明基于齿轮箱体的振动信号，可以实现齿轮传动系统的健康状态在线监测，进而进行故障类型诊断及发生位置确定。本发明提取振动信号的峭度KT作为健康监测特征参数，基于KT的正态分布特点，应用3σ准则对参数的阈值进行了优化。基于EEMD分解提取了IMF分量的能量占比pf和总能量熵HEN作为故障类型判断的特征参数，该特征参数随工况变化很小。
一种基于振动信号齿轮故障在线实时诊断方法

[发明专利]一种基于卡尔曼滤波的高压共轨系统喷油规律观测方法-CN202211288641.2在审
发明人： 费红姿;刘冰鑫;王六平;柳一林;石忠心;吴广强;王浚哲 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-10-20 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种基于卡尔曼滤波的高压共轨系统喷油规律观测方法，包括如下步骤：建立基于瞬时共轨压力的喷油规律动力学方程；构建喷油观测状态空间模型，并对连续状态模型进行离散化；设计基于卡尔曼滤波的喷油规律闭环观测器；喷油量在线实时观测。本发明在线性定常模型的基础上，针对轨压大范围变化情况，建立了喷油规律的线性时变模型状态空间模型，并将模型不确定性及测量噪声考虑在模型中，提出了基于线性时变模型的卡尔曼滤波观测方法，实现喷油量的闭环观测。
一种基于卡尔滤波高压系统规律观测方法

[发明专利]新型高压共轨系统喷油器性能在线实时观测与健康状态评估方法-CN202211287297.5在审
发明人： 费红姿;刘冰鑫;王六平;柳一林;石忠心;崔宇晨 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-10-20 - 公布日： 2023-01-24 - 主分类号： F02M65/00 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供新型高压共轨系统喷油器性能在线实时观测与健康状态评估方法，包括如下步骤：根据燃油系统流动过程，建立基于瞬时共轨压力的喷油规律非线性数学模型；构建状态空间模型，并进行离散化；基于卡尔曼滤波的最优估计方法；喷油量在线实时观测。本发明建立了全工况的非线性状态空间模型，同时针对工程应用中传感器噪声、不确定性干扰等问题，将测量噪声和模型不确定性到模型中，提出了基于非线性模型的扩展卡尔曼滤波方法，实现喷油规律在线实时观测方法；并基于观测的喷油规律，本发明提出了喷油器性能的在线健康状态评估方法，实现了喷油器的喷油规律观测及其健康状态评估的一体化。
新型高压系统喷油器性能在线实时观测健康状态评估方法

[发明专利]一种基于闭环观测器的高压共轨系统喷油量预测方法-CN202010577723.3有效
发明人： 费红姿;屈超;刘冰鑫 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-06-23 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： F02D41/38 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种基于闭环观测器的高压共轨系统喷油量预测方法，包括如下步骤：建立高压共轨系统喷油率的数学模型，确定在设定轨压下的模型参数，建立高压共轨系统喷油率观测器模型，设计高压共轨燃油系统喷油量预测闭环观测器，利用高压共轨燃油系统喷油量预测闭环观测器进行喷油量预测。本发明通过可测量的共轨压力信息来观测不可测量的喷油量，为柴油机高压共轨燃油系统燃烧闭环控制提供了一种新思路。在不同的工况下，模型系数K取值不同。本发明可以根据喷油脉宽修正喷油量闭环观测器中的K值，实现不同工况下精确的喷油量观测。从而使该闭环观测器有更好的实用性。本发明实施过程简单，无需额外增加测量元件。
一种基于闭环观测器高压系统喷油量预测方法

[发明专利]谐振孔板式电控喷油器-CN201710034275.0有效
发明人：范立云;张孝勇;费红姿;姚崇 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2017-01-18 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： F02M47/02 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供谐振孔板式电控喷油器，包括喷油器体、限流阀组件、电磁阀组件、针阀组件。喷油器体内开有蓄压腔，同主进油孔和限流阀组件相连通，保证大脉宽喷油时，各缸喷油过程的稳定。限流阀组件安装在蓄压腔下方，避免了不正常持续喷油的进行。限流阀组件底部加工有谐振通孔和谐振节流孔，有效地减小了通过限流阀组件的燃油的波动。喷油器体底部加工电磁阀组件由电磁力带动阀杆运动，能实现灵活的喷油策略和响应快、控制精度高的喷油过程。通过孔板节流孔、环形侧面油路的两路进油，加快了控制腔的建压过程，提高了针阀落座的响应速度。针阀组件内加工的的孔板结构，有效地减小了喷油过程中的动态回油量，实现了微动态回油的特点。
谐振板式喷油器

[发明专利]一种天然气发动机燃烧控制方法-CN201811150399.6有效
发明人：杨立平;杨志鹏;宋恩哲;姚崇;孙军;费红姿 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-09-29 - 公布日： 2021-09-10 - 主分类号： F02D41/30 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种带有高低压气体喷射和微喷柴油的天然气发动机燃烧控制方法，根据发动机不同工况下缸内混合气的分层情况，及时控制引燃柴油的喷射正时，保证缸内混合气充分、稳定的燃烧。喷入的引燃柴油量固定为5％，其具体控制方式如下：在高负荷工况下，缸内直喷喷油器的开启范围为活塞运行到上止点前5°CA～10°CA期间，保证高负荷下发动机缸内燃烧的稳定性。在中低负荷工况下，缸内直喷喷油器的开启范围为活塞运行到上止点前10°CA～20°CA，使低负荷下发动机缸内燃烧的更充分。本发明通过控制天然气发动机的喷气正时和喷射次数来反向控制发动机不同负荷下缸内混合气的浓度分布，从而提高发动机的工作效率。
一种天然气发动机燃烧控制方法

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