基于集合经验模式分解的汽油机爆震特征提取_李宁

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1、网络出版时间：2014-12-1108:32网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2187.TH.20141211.0832.017.html第**卷第**期机械工程学报Vol.**No.*20**年*月JOURNALOFMECHANICALENGINEERING***20**DOI：10.3901/JME.20**.**.****基于集合经验模式分解的汽油机爆震特征提取123李宁杨建国周瑞(1.上海第二工业大学智能制造与控制工程学院上海201209；2.哈尔滨工业

2、大学汽车工程学院威海264209；3.中国舰船研究设计中心上海201108)摘要：爆震特征提取是汽油机点火闭环控制的前提和基础。基于集合经验模式分解(Ensembleempiricalmodedecomposition，EEMD)，提出一种汽油机爆震特征提取方法。EEMD通过对信号加入有限幅度的高斯白噪声，利用高斯白噪声频率均匀分布的统计特性使信号在不同尺度上保持连续性，有效地抑制经验模式分解(Empiricalmodedecomposition,EMD)的模式混叠问题。研究了利用EEMD和EMD两种方法分别从

3、汽油机缸内压力信号和缸盖振动信号中提取爆震特征的可行性和有效性。试验结果表明，对于缸内压力信号，EEMD和EMD均能提取出爆震特征；对于缸盖振动信号，EEMD可以提取出爆震特征，而EMD则由于模式混叠的影响，无法提取爆震特征。关键词：汽油机；爆震；特征提取；经验模式分解中图分类号：TK411Gasolineengineknockfeatureextractionbasedonensembleempiricalmodedecomposition123LINingYANGJianguoZHOURui(1.Schoo

4、lofIntelligentManufacturingandControlEngineering,ShanghaiSecondPolytechnicUniversity,Shanghai201209;2.SchoolofAutomobileEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Weihai264209;3.ChinaShipDevelopmentandDesignCenter,Shanghai201108)Abstract：Knockfeatureextractioni

5、sthekeyofclosedloopcontrolofignitioningasolineengine.Basedontheensembleempiricalmodedecomposition(EEMD),agasolineengineknockfeatureextractionmethodispresented.ByaddingsomefiniteamplitudeGaussianwhitenoisestothesignal,EEMDkeepsthesignalcontinuousindifferentti

6、mespan,andthereforethemodemixinginheringintheclassicalempiricalmodedecomposition(EMD)methodisalleviated.TheeffectivenessofapplyingEEMDandEMDtoextractknockfeaturefromapressuresignalmeasuredfromcombustionchamberandavibrationsignalmeasuredfromcylinderheadareinv

7、estigated.TheexperimentalresultsdemonstratethattheknockfeaturecanbeeffectivelyextractedfrombothpressureandvibrationsignalsbyEEMD.Ontheotherhand,owingtotheinterferenceindifferentmodes,theknocksignaturecanonlybeextractedfromthepressuresignalbyEMD.Keywords：gaso

8、lineengine；knock；featureextraction；empiricalmodedecomposition燃烧现象。严重爆震不仅影响汽油机的性能，甚至*10前言还会损坏气门、火花塞及活塞等部件。但是，轻微爆震反而会提高汽油机的动力性、经济性，改善尾[1-4]爆震是在汽油机运行过程中出现的一种异常气排放。因此，及时有效地检测出爆震特征，并采取措施使汽油机工作在爆震边缘区具