一种天然气发动机燃料流量检测方法及系统

本发明涉及燃料流量检测，尤其涉及一种天然气发动机燃料流量检测方法及系统。

背景技术：

1、最初，人们采用了基于机械原理的膜式流量计和涡轮流量计。这类流量计结构简单，但测量精度较低，易受外部因素影响，无法满足动态精准控制的需求。随后，人们尝试了热线式传感器，利用气体流经时的热量传递特性来测量流量。然而，这种方法同样受温压因素影响较大，且测量精度有限。为了克服这些缺陷，人们开发了基于差压原理的流量计。通过测量管道压差并应用伯努利方程，可以计算出流量值。但这种方法仅适用于稳态条件，动态响应速度慢，受管道形状因素影响较大。涡街式流量计的出现，则利用气体流经锥形管道产生涡街的特性来测量流量。相比前述方法，这种流量计性能有所提升，但仍然存在一定的外部干扰和测量误差。随后，超声波流量计凭借其对管道安装条件要求不太严格的优势，得到了广泛应用。但其测量精度也无法完全满足发动机控制的需求，同时成本较高。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种天然气发动机燃料流量检测方法及系统，以解决至少一个上述技术问题。

2、为实现上述目的，一种天然气发动机燃料流量检测方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：获取燃烧腔体容量数据及天然气入口流量数据；对天然气入口流量数据进行频域态势提取，得到燃料流量变化数据；

4、步骤s2：对燃料流量变化数据进行燃烧模式识别，生成发动机燃烧模式；基于燃烧腔体容量数据对发动机燃烧模式进行腔体燃料滞留计算，得到滞留燃料数据；

5、步骤s3：对滞留燃料数据进行隐式燃料消耗计算，生成燃料损失数据；对燃料损失数据进行冗余供给推断，得到燃料进气冗余数据；

6、步骤s4：对燃料进气冗余数据和燃料流量变化数据进行关联分析，得到实际空燃比数据；基于实际空燃比数据对天然气入口流量数据进行真实流量重塑，得到实际作用燃料流量数据；

7、步骤s5：对实际作用燃料流量数据进行流量控制驱动处理，生成燃料流量控制模型。

8、本发明利用频域分析技术提取燃料流量变化规律，能更精准地反映燃料实时变化情况，通过燃烧模式识别和腔体燃料滞留计算，可以更准确地估算实际燃料损失，基于实际空燃比数据对流量数据进行重塑，可以获得更真实的作用燃料流量信息。充分利用了先进的信号处理、模式识别和数据融合技术，相比于传统的基于经验模型的方法，能够更精准地评估实际的燃料消耗情况，为后续的流量控制提供可靠的基础数据。采用混合强化学习的方法，通过与环境交互学习优化燃料流量控制策略，实现了自主的燃料流量感知和自适应的闭环控制，适应性强，突破了传统依赖先验模型的局限性，具有很强的创新性和专业性，基于混合强化学习的自主燃料流量感知与自适应闭环控制方法，能够充分发挥强化学习的自主探索和自适应优化能力，实现对复杂燃料流量特性的全面感知和精准控制。具有更强的智能化水平和鲁棒性，在航空燃料系统的自主管理和故障诊断方面具有重要应用价值。从信号处理、模式识别和控制优化层面进行创新，在精准评估实际燃料消耗、提高控制智能化水平方面都有明显的优势。

9、在本说明书中，提供了一种天然气发动机燃料流量检测系统，用于执行如上所述的一种天然气发动机燃料流量检测方法，该天然气发动机燃料流量检测系统包括：

10、数据获取模块，用于获取燃烧腔体容量数据及天然气入口流量数据；对天然气入口流量数据进行频域态势提取，得到燃料流量变化数据；

11、滞留计算模块，用于对燃料流量变化数据进行燃烧模式识别，生成发动机燃烧模式；基于燃烧腔体容量数据对发动机燃烧模式进行腔体燃料滞留计算，得到滞留燃料数据；

12、冗余计算模块，用于对滞留燃料数据进行隐式燃料消耗计算，生成燃料损失数据；对燃料损失数据进行冗余供给推断，得到燃料进气冗余数据；

13、空燃比分析模块，用于对燃料进气冗余数据和燃料流量变化数据进行关联分析，得到实际空燃比数据；基于实际空燃比数据对天然气入口流量数据进行真实流量重塑，得到实际作用燃料流量数据；

14、流量驱动模块，用于对实际作用燃料流量数据进行流量控制驱动处理，生成燃料流量控制模型。

15、本发明的有益之处在于充分利用了燃烧腔体容量、燃料流量变化内部参数，通过分析发动机内部的复杂物理化学过程，得到更加准确的燃料消耗数据。这种基于内部机理的建模方法，能够更好地反映实际工况下的燃料补偿需求。采用了频域分析、燃烧模式识别创新性的数据处理技术，从多角度挖掘出影响燃料消耗的隐含因素。这些分析手段不仅能够提取出更丰富的特征信息，也为后续的精准补偿奠定了基础。通过对实际空燃比、作用燃料流量参数的计算和重塑，该方法最终生成了可用的燃料流量控制模型。这种基于内部机理和数据分析的建模方法，能够更好地适应各种工况变化，提高燃料补偿的准确性和鲁棒性。充分发挥了发动机内部信息的价值，采用了创新性的数据处理手段，最终实现了精准的燃料补偿控制，在天然气发动机应用中具有重要的意义和应用前景。从信号处理、模式识别和控制优化层面进行创新，在精准评估实际燃料消耗、提高控制智能化水平方面都有明显的优势。

技术特征：

1.一种天然气发动机燃料流量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的天然气发动机燃料流量检测方法，其特征在于，步骤s1包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的天然气发动机燃料流量检测方法，其特征在于，步骤s2包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的天然气发动机燃料流量检测方法，其特征在于，步骤s24包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的天然气发动机燃料流量检测方法，其特征在于，步骤s3包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的天然气发动机燃料流量检测方法，其特征在于，步骤s31包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的天然气发动机燃料流量检测方法，其特征在于，步骤s43包括以下步骤：

8.根据权利要求1所述的天然气发动机燃料流量检测方法，其特征在于，步骤s6包括以下步骤：

9.一种天然气发动机燃料流量检测系统，其特征在于，用于执行如权利要求1所述的天然气发动机燃料流量检测方法，该天然气发动机燃料流量检测系统包括：

技术总结本发明涉及燃料流量检测技术领域，尤其涉及一种天然气发动机燃料流量检测方法及系统。所述方法包括以下步骤：通过获取燃烧腔体容量数据和天然气入口流量数据，并对入口流量进行频域分析，提取出燃料流量变化特征。接着，利用燃烧模式识别技术，结合燃烧腔体容量数据，计算出发动机中滞留的燃料量；对滞留燃料进行隐式消耗计算，得到燃料损失数据，并推断出燃料进气冗余情况。通过关联分析，最终获得实际的空燃比数据，并基于此对入口流量进行重塑，得到真实的作用燃料流量；对燃料流量数据进行控制驱动处理，生成可用的燃料流量控制模型；本发明实现了更高效、更全面的天然气发动机燃料流量检测方法。技术研发人员：段雄波,奉莉宁,孙志强,石雷,何嘉林受保护的技术使用者：中南大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20