车用热膜式空气质量流量传感器的研究

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1、工学硕士学位论文车用热膜式空气质量流量传感器的研究王晓伟哈尔滨工业大学2007年7月国内图书分类号：TH814+.6国际图书分类号：621.629工学硕士学位论文车用热膜式空气质量流量传感器的研究硕士研究生：王晓伟导师：狄士春教授申请学位：工学硕士学科、专业：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH814+.6U.D.C:621.629DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHERESEARCHOFHOT-FILMMASSAIRF

2、LOWSENSORONAUTOMOBILECandidate：WangXiaoweiSupervisor：Prof.DiShichunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation:SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2007Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工

3、业大学工学硕士学位论文摘要空气流量计是测量空气流量的一种重要工具，它起源于20世纪初，一直广泛用于流体速度测量，并且在20世纪60年代以后曾一度是流体测速领域中的主要技术之一。随着近年来微电子技术和微加工技术的发展，采用微结构的热线(膜)式传感器的功耗大幅度降低，并具有更快的热动态响应速度，使得热线(膜)式传感器的研究和应用又一次受到了重视，汽车电子的发展给热线(膜)式空气流量传感器的应用带来了更广泛空间。在发动机进气量直接检测法中，由于热线(膜)式空气流量传感器的输出直接反映了空气质量流量的大小，无需进行空气密度补偿，因而被广泛用于汽车电控发动机。本文采用恒温工

4、作方式的测量原理，设计了一种低成本、热动态响应快的热膜式流量计。在自己搭建的流量计标定试验台上对所设计的热膜式流量计进行了静态标定，根据试验数据，对传感器非线性静态特性的建模方法进行了研究，为ECU(ElectronicControlUnit)根据传感器输出计算空气流量和进行控制算法的仿真研究和实际应用奠定了基础。本文分别采用了解析建模和数值建模的方法对所标定的流量计进行了非线性静态辨识。建模结果表明，基于传感器工作机理的建模方法中的5个模型，仅有一种拟合精度较高。基于多项式最小二乘法和基于函数连接型神经网络的建模方法都可以得到参数模型，模型参数基本相同，辨识精度

5、可以满足使用要求；而基于BP神经网络的模型具有更高的辨识精度，但得到的是非参数模型，适用于发动机空燃比控制系统的仿真计算。关键词热膜式空气质量流量传感器；静态标定；神经网络；辨识精度-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAirflowmeterisakindofimportantinstrumentformeasuringairflowrate.Itderivedfromthebeginningof20centuriesandiswidelyusedtomeasurethespeedofwind.Besides,ithasbeenoneoftheke

6、ytechniquesinthefieldofmeasuringvelocityofflowsince1960's.Inrecentlyyears,inthedevelopmentofmicroelectronicandmicro-machiningtechnique,thepowerconsumptionofhot-wire(film)resistanceadoptionofmicro-structurereducedgreatly.Forthemore,becauseofthefasterthermalresponsetime,ittakesintoaccou

7、ntagain.Thedevelopmentofautoelectronicsbringsoutmorewideapplicationforthehot-wire(film)airflowsensor.Inthewayofmeasuringairflowrateoftheengine,thehot-wire(film)airflowsensoriswidelyusedasaresultofreactingmassofairdirectlyandnodensitycompensation.Accordingly,itisextensivelyusedtotheeng

8、ineof