系统匹配（通用12篇）
系统匹配 篇1
1 模板匹配算法的描述
在机器识别事物的过程中, 常需把不同传感器或同一传感器在不同时间、不同成像条件下对同一景物获取的两幅或多幅图像在空间上对准, 或根据己知模式到另一幅图中寻找相应的模式, 这就叫做匹配。因为只有当同一场景的两幅图像在同一坐标系下时, 才能进行相似性比较, 所以模板匹配的过程实际上也就是把一幅图像变换到另一幅图像的坐标系过程。图像的模板匹配就是先给定一幅图像, 然后到另一幅图像中去查找这幅图像, 如果找到了, 则匹配成功。这看起来好像很简单, 因为我们一眼就能看出一幅图中是否包含另一幅图像, 遗憾的是电脑并不具有人眼的强大的视觉的功能, 因而需要电脑去判定一幅图片中是否包含另一幅图片是件不容易的事情。对于机器视觉系统而言, 实现匹配首先要对图像进行预处理。先计算模板图片的特征值, 并存储到计算机中。然后计算待测试样板图片的特征值, 与计算机中模板进行比较, 运用匹配算法实现匹配。整个过程如图1所示。
在基于图像处理的应用领域中, 对于图像匹配的研究可以说一直都是数字图像处理技术和计算机视觉理解的重要研究内容。图像匹配在机器视觉、工业自动模式识别、医学图像的定位等方面都有
2 图像匹配的数学描述
以传统的相关算法为例对图像匹配进行数学描述。如图2所示, 搜索图即待匹配图像S为一方形区域, 边长为N, 模板图像T也是一个方形区域, 边长为M。设模板T叠放在搜索图S上平移, 模板覆盖下的那块搜索图 (即图中的阴影部分) 叫做子图Si, j, (i, j) 为子图Si, j的左下角在搜索图S中的坐标为:1
匹配过程如下所示。
假设模板T从待匹配图像S的左下角开始逐点遍历图像, 比较T和Si, j的内容。如果两者一致, 则差值为零, 可以用下面的测度来衡量T和Si, j的内容如果两者一致, 则差值为零, 可以用下面的测度来衡量T和Si, j的相似程度, 如公式 (3-1) 所示。
展开后有:
公式 (3-2) 右边第三项代表模板的总能量, 与 (i, j) 无关, 是一个常数;第一项是子图能量, 随 (i, j) 而改变, T和Si, j匹配时这一项的取值最大, 可以用下面的互相关系作相似性测度:
或归一化为:
显然R (i, j) 越大, 模板T和子图S就越相似, 使得R (i, j) 取得最大值的位置即为最佳匹配位置, (i, j) 也就是我们要搜索的匹配点
3 算法的改进及图示
根据以上对模板匹配的介绍, 可以对字符图像进行识别。但是求相似性度量函数, 求待匹配图像和模板之间的相似性映射关系均比较复杂。上一节知识的介绍中, 也看到了其过程比较麻烦。本系统中识别的图像均为20×36大小的。即模板图像和待测图像大小相同。即会从图像的左下角一直顺着搜索一直至全图结束。而且映射关系及相似性函数均比较复杂, 不是数量级上的关系。此时识别效率就不明显。显得木讷不灵巧。并非像前面介绍的在待测图片中搜索, 并返回得到匹配点。因此需要基于此模板匹配算法原理的基础上, 对算法进行改进, 才能更有效的去完成识别的功能及简化其识别的过程。提高识别速度。即将图片区域化。算法改进的思想:将图片 (3×4) 分为12块区域, 具体区域的划分如图3所示。再加上5条交线。共记有17个特征值。
模板训练时, 将数字模板图片17个特征值的信息记下并存储在数组中。当进行样本训练的时候, 用同样的算法计算图片中数字的17个特征值, 并到计算机存储区中去匹配, 直接利用象素灰度值的差异, 找到特征值最接近的一个图片数字, 便完成匹配识别的过程, 到匹配的结果。这样便简单多。
4 结语
本系统通过对图片进行区域化处理基本能完成对数字图像的识别功能。虽然有一定的误识率。将图片区域化后再进行模板匹配可以很轻松的实现数字的识别, 这是一次对模板匹配算法的新的尝试。通过对数字图片的研究, 可以推广到英文字符的识别, 甚至可以识别手写或打印的汉字字符。研究识别率达到100%是我们的理想, 通过我们的研究可以不断地将字符识别技术推向前进。
摘要：传统的模板匹配算法求待匹配图像和模板之间的相似性映射关系均比较复杂, 本文将对模板匹配算法进行改进, 在模板匹配算法的基础上, 将图片平均分成12块区域, 再加上5条交线, 一共17个特征值。当进行样本训练的时候, 用同样的算法计算图片中数字的17个特征值, 并到计算机存储区中去匹配, 直接利用象素灰度值的差异, 找到特征值最接近的一个图片数字, 便完成匹配识别的过程, 得到匹配的结果。
关键词：模板匹配,特征值,细化,二值化
参考文献
[1]钟志光, 卢君, 刘伟荣编著.《Visual C++.NET数字图象处理实例与解析》[M].北京:清华大学出版社, 2003年6月.
[2]何斌, 马天予, 王运坚, 朱红莲编著.《Visual C++数字图象处理》第二版[M].北京:人民邮电出版社, 2002.
[3]夏良正编著.《数字图象处理》[M].南京:东南大学出版社, 1999年9月.
[4]葛亮.Visual C++从入门到实践[M].北京:清华大学出版社, 2009.
[5]康晓林, 袁建州.Visual C++6.0实用教程[M].北京:电子工业出版社, 2008.
[6]Scott Meyers.Effective C++[M], Addison-Wesley, 1992.
系统匹配 篇2
当契税申报表中房产性质选择的是“普通住房”和“非普通住房”时适用以下匹配规则（按顺序使用，当某条逻辑规则匹配到小区后，不再使用排在后面的规则，筛选结果排除只有商业、工业物业类型的小区，将最终结果作为候选列表显示）：
第1步：契税申报表上的“小区名称+幢号”依次和小区表的小区名、别名
1、别名
2、别名2 模糊匹配（前者名称词组包含在后者名称中），第2步：契税申报表上的“小区名称”依次和小区表的小区名、别名
1、别名
2、别名3完全匹配 第3步：契税申报表上的“所在道路+门牌号”和小区表的路名（坐落地址）完全匹配
第4步：契税申报表上的“小区名称”依次和小区表的小区名、别名
1、别名
2、别名3模糊匹配 第5步：契税申报表上的“所在道路”和小区表的小区名称、别名完全匹配
第6步：小区名前三个字与小区名、别名模糊匹配（小区名、别名都要匹配），第7步：契税申报表上的“所在道路”和片区表的“片区名称”、“区域内街巷名称1-20”完全匹配 注： “筛选结果排除只有商业、工业物业类型的小区，将最终结果作为候选列表显示”，即没有住宅物业类型的小区不予显示列表。
*非住宅匹配逻辑（2014.3.5修改）
当契税申报表房产性质选择“非住宅”时适用以下匹配规则（按顺序使用，当某条逻辑规则匹配到小区后，不再使用排在后面的规则，筛选结果排除只有住宅物业类型的小区，将最终结果作为候选列表显示）：
1.契税申报表“小区名称”+“栋号”依次和系统小区表（001、012、026表）的小区名称、别名
1、别名
2、别名3模糊匹配（前者名称词组包含在后者名称中）
2、契税申报表“小区名称”同系统小区表的“区段名称（小区名称）、别名
1、别名
2、别名3”进行模糊匹配（前者名称词组包含在后者名称中）。
3、契税申报表所在道路依次于小区表的路名、别名
一、别名
二、别名三完全匹配, 契税申报表如果填写了门牌号码则门牌号码必须在范围内。
4、契税申报表“所在道路”依次于小区表的路名、别名
一、别名
二、别名三模糊匹配,如果填写了门牌号码则门牌号码必须在范围内。
系统匹配 篇3
关键词：机器视觉；模板匹配；系统开发
模板匹配是指：在机器识别图像的过程中，需要把同一传感器在不同时间和不同成像条件下对同一事物得到的两幅或几幅事物的图片在空间上对准，或者根据已知图像到另一幅图像中寻找相应的模式。此过程可以进行图像的特点性质分析，如果利用在不同时间对同一景物拍摄的两幅图片，经过系统处理后，找出其中特征有了变化的像素点，就可以分析图像中哪些部分发生了变化，而利用放在一定距离处的两只工业相机对同一物体拍摄的两幅图片，找出相应点后可算出物体离开照相机的距离，即物体的深度信息。
基于图像特征信息的匹配算法设计：基于图像特征的匹配算法是根据图像的特点创造两幅图片之间的特征点的空间对应关系，从而求得带匹配图片与标准模板图片间的变换参数，图像匹配前，最重要是提取图像中的明显特征，图像特征可以是：曲面高点，也可以是图像中的点，线，面等。
匹配算法的具体步骤如下：
（1） 从模板图片【图（1-1）】和待匹配图片【图（1-2）】中提取它们共有的显著特征；（2） 匹配从两幅图片中提取的相似特征点；（3） 根据匹配特征计算几何变换参数；（4） 图像二次采样，即根据第（3）步中计算出的几何变换参数，对即将要匹配的的图像进行重新采样，从而使得待匹配图像【图（1-2）】和模板图像【图（1-1）】实现空间位置上的一一对应；
基于图像特征信息的匹配算法，经常被用于两幅待配准图片相关性不是很大的场景，这种算法不需要对图像的所有灰度点进行处理，只需要考虑图像提取出的显著特征点，因而减小了图片匹配过程中的计算量，提高了图像匹配的速度。
从图1-3可以看出：待检测图片和模板图片进行匹配后，能够将两幅图片的最大相似图片完美的显示在软件系统中，从而能够提取出两幅图片相同的部分。
总结：本系统通过对模板匹配算法的研究分析，研发出了模板匹配软件系统，并依据本软件系统对图像进行测试，最终得以实现，该系统能够找出两幅图像的相同部分，使其避免人工操作。
参考文献：
题库系统中的模糊匹配 篇4
1通配符约定
1.1“*”可与主串中的零个或任意多个字符匹配,“*”可以连续出现多次,但作用和一个“*”等同。
1.2?可与主串中的任意一个字符匹配。
2模式匹配算法
模式匹配是在给定的字符串T中寻找与给定的另一个称为模式串的字符串P完全匹配的所有字符串的位置。若模式串与主串中的某字串匹配,则匹配成功,返回该字符串在主串中的位置;否则返回0,匹配失败。根据系统要求,定义当模式串一次匹配成功时,就返回,匹配成功停止继续匹配。如,,则i=3时,返回true。
KMP模式匹配算法是一种改进的匹配算法,利用已经得到的部分匹配结果将模式串右滑尽可能远的一段距离再继续比较,在一定程度上消除了主串指针的回溯,从而使算法效率提高,其右滑的距离是由模式串的字符的决定的,定义如下:
假设模式串,根据上式规定计算的值如表1所示。在进行匹配时,假设i和j分别为指示主串和模式串中正在比较的字符的当前位置,并对i和j付初值0。在匹配的过程中,若,则i和j分别增加1,继续进行比较;否则,i不变,而j退到nextj的位置进行新一轮的比较,如此递推下去,直到出现下列两种情况:1当j退回到某个值nextj值时,匹配成功,则i和j分别增加1,继续匹配;2当j退回到值为0时,即nextj=0,主串的当前字符匹配失败,这时将主串向右滑动一个位置,即从i+1处重新开始新一轮的匹配,此时j=0。
根据通配符约定的如下结论:A.“*”可以连续出现多次,但作用和一个“*”等同;如模式串,即;B.“*”可与主串中的零个或任意多个字符匹配;“*”的匹配长度是0或者其他值,即“*”的匹配长度是不确定的;C.“?”可与主串中的任意一个字符匹配,其匹配长度是1,可以和主串中的任意仪的字符匹配;由A,B可以推得,如模式串,即,也就是说模式串最前和最后的通配符“*”可以省略;由结论C可知,可以将统配符“?”看成一个可以和任意字符进行匹配成功的字符,且匹配长度是1,nextj是字符匹配不成功时模式串具有的值,“?”可以和任意的字符匹配,所以它没有nextj值。由结论A,B可知,通配符“*”的匹配长度具有不确定性,不可能具有nextj的值。在KMP模式匹配算法中,nextj的值是主串滑动的长度,通配符“*”和“?”不具有nextj值,KMP模式匹配算法带通配符的模式串就不适用了,模式串中不含有通配符的子串仍然适用于该算法,所以可以将模式串根据通配符的位置进行分段查找,如,。在匹配过程中有两种情况:(1)当匹配到通配符“*”时,因为“*”的匹配长度最小为0,所以,将它后面的字符串看做新的字符串与主串中后面的子串进行匹配,即时,模式串,即,,这又是一个模式匹配问题。(2)当匹配到通配符“?”时,因为“?”的匹配长度为1,所以,将它后面的字符串看做新的字符串与主串中i+j后面的子串进行匹配,,,这也是一个模式匹配问题。很显然这就将问题化解为一个递归的匹配过程,依次递归知道匹配成功或失败。其算法如下:
结束语
从上所述可以看出,算法通过对带通配符的模式串进行分析,将可能出的的问题进行了论证,找到了适用于模式串带通配符KMP模式匹配通用算法,该算法对模式串进行了分段,采用递归匹配的形式解决了通配符的匹配问题,其KMP模式算法的next数组也是分段的没有变化,所以其正确行不用判断。
参考文献
系统匹配 篇5
所以我的爱情来的很理智。
姑且在这里称他为“大吴”，2017年11月22日，他成了我的合法丈夫。
那天，我拿着刚出炉的红本本笑着对他说“我们现在是合法同居了”，他鄙视的看着我，还是笑了。
传说的红本本
亲朋好友祝贺我们的爱情修成正果，这段爱情在大家看来也都是水到渠成，意料之中。
而我与大吴的相识，却是那么的不靠谱，以至于我对我们的相识总是遮遮掩掩，不敢公之于众，借口说是学校活动认识的。
02
那是2012年末，那正是我大学时光开始的日子，我们在网络上相识了。现在看来，网络是我们的红娘，这个网络就是微信中的“附近的人”，那个时候微信“摇一摇”和查看“附近的人”的人相当的火，无聊的大学时光怎么能不去尝试呢？
更何况，我读大学的梦想之一就是在大学谈一场恋爱，也许着看起来很可笑，但这是我真实想法，因为我至始自终觉得只有校园的爱情，无关物质，只有纯粹的风花雪月。
奈何，我是一所男女比例极不协调的师范学校，男性竟成了稀有动物。
虽然大学有无尽的时光，无尽的电影电视和书籍等待着我，但我的校园爱情梦想从未忘记。在摇一摇和附近的人推出来的时候，我也按捺不住，结交了一帮狐朋狗友，谈天说地。
我一直觉得，虚拟的环境中更能让人敞开心扉，互诉衷肠。
那些虚拟的网友在我不断的交流和筛选中，大吴脱颖而出，成了我的恋爱目标。
现在想起来，爱情哪有什么水到渠成，还不是自己暗地里推波助澜。
03
大吴几乎完全符合我对男友的期望，年龄比我大一岁，学历相当，专业相仿，重要的是在我的观察中，他是一个有自己规划并雷打不动的执行，人品自然不错，也很符合“潜力股”的特质，而最最主要的是他们学校和我们学校相邻，那个学校是我所向往的。
我是理智的人，我也希望对方是一个成熟的人，孰轻孰重，都有自己的一个主见，大吴是一个这样的人，有过之而无不及。
一开始，我们的爱好相同的少，不同的多。
他是艺术生，喜欢画画，还喜欢打游戏。我是文科生，喜欢阅读，那时我对游戏的理解还停留在开心斗地主的层面，万万想不到我最后在召唤师峡谷如痴如醉。
所幸，我们有爱看电影的共同爱好，常常分享好电影，我也给他分享一些值得阅读的好书。
为了拉近距离，我捡起了我小时候的爱好——画画，死皮赖脸拜他为师，让他教我画画，为了证明我确实喜欢画画，还认认真真，像模像样的画了一幅“玫瑰”。
就是这幅赶鸭子上架的画
于是，我们从朋友变成了师徒，关系拉近了一步。
说是师徒，其实并未认认真真的教我什么，也就是讲了一些理论性的东西，给了一些参考教材，也就没什么后续了。
日常就是不咸不淡的聊着，关系的转变是2013年的愚人节，愚人节也可以成为表白节。是的，那天他发了一句表白的话，我暗自得意，表面依然云淡风轻，继续调侃他。
他虽然很郑重的说不是玩笑，但那时我们还未曾见面，仅仅是视频过。
让我耿耿于怀的是他的身高，仅一米七多一点，而且还是北方人，于是我后来常常说他是一个假北方人。而且并未见面相处，许多东西尚未可知。
见面，成了必然。
虽然在网络中已是熟人，但是初次见面依然无比尴尬。为了安全，是在我们学校见面的，不得不佩服自己无时无刻的理智和清醒。
04
那天的见面很平淡，如同老朋友见面。彼此和印象中所差无几，便在校园逛了几圈，他有些许期待，稍显殷勤。我则是挣扎在他的身高上，毕竟，我理想中的身高怎么也不能低于175吧。谁让我是处女座呢？
我们真正确定关系的那天是清明节，这个日子成了我们的恋爱纪念日，这个梗常常成为笑谈。
那时候，宿舍的同学都各自回家的回家，玩的玩，我则因为做兼职留在学校。那时候他常常会在没课的时候来我们学校，听说我要去做兼职，便提议下班的时候去接我，美名其曰一个女孩子回学校不安全，要去了兼职的地址。
因为我们两个学校虽然相邻，但来回之间颇有不便。便给他说，如果下雨你就别来了，回去不方便，他答应可以。
如果做过促销就知道，需要换上专门的服装，自己的贵重物品不便携带，锁在了别人的柜子里，仅仅是衣服放在了外面。
巧合的是，柜子的主人那天中午就下班去了外地，只有明天才回来。知道这个消息的我欲哭无泪，既不能把柜子主人召唤回来，也不能撬开柜子，除了无助剩下的就是凄凉。
庆幸的是，在这里兼职促销已有一段时间，一个阿姨知道之后借了我10块钱，那时候真的很感动，总算不至于流落街头。
而且最悲哀的是，那天真的下雨了，真是心如死灰，一丝期待了化为了虚无。
下班之后，如果按照我们的约定，他不应该来，我身无他物，也不能确认他来没来。也许是心里的侥幸和期待，没有从后门离开，走了我给了他地址的大门。
期待的在大门张望，并没有他的身影，一头扎入雨中，那一刻的心情和费玉清的“雪花飘飘，北风萧萧”那首歌绝配，真是一个凄凉而又悲伤的倒霉蛋。
就在自己为自己哀叹的时候，一把雨伞让冰冷的雨消失了，就像电视剧的情节一样，他打着伞站在了我的身后。本来坚强的自己，再回头看到他笑着的模样，再也绷不住自己的眼泪，成了脆弱的小绵羊。
我想这是天意，也算天作之合，有什么比他在你最需要的时候出现更让人感动呢。
至此，我觉得身高算什么呢！毕竟那一天回头的那一眼，他的身影已经如此高大。
他的好，我知道已经足以！
系统匹配 篇6
摘要：在进行传递对准时，主、子惯导系统之间的安装距离、载体的弹性变形对子惯导系统的对准精度都将产生很大的影响。对影响传递对准性能的杆臂效应和挠曲变形进行了分析和建模，并建立了速度匹配、比力匹配、角速度匹配、姿态角匹配、“速度+角速度”匹配以及“速度+姿态角”匹配方法的量测方程。仿真结果表明“速度+姿态角”匹配方法性能比较优越，能够在很短的时间内估计出主、子惯导之间的安装误差角及挠曲变形角。
关键词：捷联惯导系统；传递对准；杆臂效应；挠曲变形；卡尔曼滤波
中图分类号：TJ765，2；V241 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2014）02-0003-06
0、引言
初始对准将直接决定捷联惯导系统的性能指标，在尽可能短的时间内使捷联惯导系统达到一个较高的对准精度是初始对准所追求的目标。
在动基座对准过程中，由于主惯导系统与子惯导系统之间存在一定的距离，当载体有角运动时，将造成主、子惯导惯性器件感受到不同的比力信息；另外，由于主、子惯导系统之间安装误差角和载体弹性变形的影响，会使子惯导系统中的惯性器件产生附加的输出值，而主惯导系统并不会敏感到这些附加的输出值。通常，子惯导系统一般采用中低精度惯性元件，为了提高对准精度，Kain提出了传递对准原理，即以载体上高精度的主惯导系统计算或测量得到的信息作为信息源，采用惯性信息匹配的方法，实时递推估计出子惯导坐标系轴相对于主惯导坐标系轴的水平失准角和方位失准角，从而达到初始对准的目的。
目前，国内外研究者围绕传递对准问题进行了大量研究。其中，文献[1]给出了主、子惯导系统速度差微分方程以及主、子惯导系统之间计算失准角微分方程的详细推导过程；文献[2]给出了主、子惯导系统之间的安装误差角模型和挠曲变形角模型，文献[3]详细推导了杆臂效应的产生机理。
工程机械电控系统先导匹配研究 篇7
1 电控系统原理
以某工程机械电控变速系统为例, 其原理如图1所示。各挡位均选用比例溢流阀作为先导, 进行调压, 互不干涉。充油时间由压力开关信号控制。比例溢流阀断电时, 先导处于溢流状态, 主阀芯在复位弹簧作用下处于初始位置, 主油路油液无法通至离合器, 整机未接入档位;比例溢流阀通电时, 先导处于非溢流状态, 主阀芯在先导压力作用下变换位置, 使得主油路油液通至离合器, 整机接入档位。控制速度和控制方向的比例溢流阀若各有一个通电, 整车将以相应的档位行驶。
2 电控变速系统先导匹配计算
比例阀不通电时, 先导油一直处于溢流状态, 为避免能量过多损失, 需设计相应结构限制先导流量, 图2为本文所示先导流量限制结构。
油液经变速滤芯过滤后, 需先后经节流孔a和节流孔b进入先导油腔。图2中1阀体孔径DK为7.4mm, 螺塞直径DL为7mm, 节流孔b直径为0.5mm, 因此, 螺塞与阀体孔径壁之间的距离为0.2mm, 小于节流孔b, 此处设计节流孔a的目的为:间隙过滤, 对节流孔b起保护作用。
节流孔a的通流面积Aa为
环形节流孔a可以等效为直径Da的圆形节流孔, 两者的通流面积相等, 因此
所以
变速系统共5个挡位, 控制各档位的先导比例阀相同, 因此, 以其中一挡对应的先导油路进行分析。比例溢流阀在不通电时, 阀芯全打开, 当按照指定电流进行通电时, 阀芯不同程度的闭合, 此处将其简化为可变节流孔, 简化后的原理图如图3所示。
比例阀选型时, 首先确定厂家, 选定满足系统压力要求的产品型号。此外, 不通电时, 先导流量需完全卸载, 背压尽可能小, 避免先导背压对主阀芯的影响。确定先导背压时, 首先应根据样本曲线得出比例溢流阀在不通电时流量与压差关系, 通过此关系, 可以计算出比例溢流阀此时通流面积Ac
1-阀体;2-螺塞;3-先导油腔;4-节流孔a;5-节流孔b
式中, Qc为先导油路的流量, m3/s;C为流量系数, 一般为0.6~0.65, 在此取0.625;△Pf为断电时比例阀进出口压差, Pa;为油液密度, 取900kg/m3。
如图4所示, 某型号比例阀流量Qc为5L/min时, 压降为1bar。计算得
比例阀断电时, 油液通流直径dc为
流经节流孔a、b、c的流量相同, 因此, 有如下关系
即
所以
在忽略先导油路其他压力损失的情况下, 节流孔a至c压差为33bar, 所以
通过计算知, 节流孔a、比例阀断电时通流处压差很小, 因此分析时可以忽略。比例阀断电时, 其阀芯全部打开, 此时先导油路的流量为节流孔b的流量
先导油路流量应小于所选比例阀额定流量, 此外, 为保证先导压力的稳定性, 系统能提供的先导流量要大于比例阀性能测试时施加的流量。
3 结论
工程机械电控系统先导比例阀匹配时, 首先应根据系统压力选定比例阀压力范围, 为保证控制效果更好, 在比例阀压力变化范围内对应的控制电流范围应尽可能大, 先导流量需根据比例阀合理匹配, 先导流量应小于所选比例阀额定流量, 此外, 为保证先导压力的稳定性, 系统能提供的先导流量要大于比例阀性能测试时施加的流量。
摘要：介绍了工程机械电控变速系统原理, 总结出先导比例阀匹配的原则, 提供了匹配计算相关公式, 为后续控制奠定了基础。
关键词：工程机械,电控系统,先导,匹配研究
参考文献
[1]李光飞, 刘桓龙, 邓斌, 等.液动力对锥阀振动特性的影响[J].机床与液压, 2014, (5) :28-30.
[2]路华鹏, 马彪, 李 漫, 等.军用车辆静液驱动冷却风扇系统设计[J].液压与气动, 2007, (5) :22-24.
重卡冷却系统匹配性探讨研究 篇8
根据国内重卡行业的特殊环境即发动机产品的集中化,散热器产品的多样化,在开发一款新车型时最好采用现有散热器资源,或在现有的资源上做较小的改进,这样可以尽量减少试制周期和开发费用,同时能保证产品较高的可靠性。根据发动机对冷却系统的要求,通过计算和特性分析,优选出合理的散热器,保证发动机在最适宜的温度范围内工作。
2 发动机对冷却系统的要求
发动机对冷却系统的要求如下:迎风面积≥0.25 dm2/kW,散热器容积≥0.04 L/kW,推荐额定转速下散热器等柴油机以外的冷却系统阻力小于0.05MPa。
3 冷却系统匹配计算
3.1 计算用基本参数
计算用基本参数见表1。
3.2 散热器应带走的散热量
散热器应带走的散热量计算公式为:
式中,A为传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比,对柴油机A=0.18~0.25,在此取A=0.22(根据文献资料,对于柴油机而言,燃烧室不同,A值不同,直喷式燃烧室比分隔式燃烧室A值小,发动机为直喷式燃烧室,取A=0.22);ge为内燃机燃料消耗率,取0.211 kg·kW-1·h-1;Ne为内燃机功率,取247.5 kW;hn为燃烧低热值,取41 870 kJ/kg。
发动机厂提供试验数据为QW=130 kW,表明经验公式计算结果比较准确。考虑到发动机极限工况,应增加10%保险系数,所以要求冷却系统的散热功率为147 k W。
4 冷却风扇匹配
冷却风扇由发动机厂提供,直径为准670环形风扇,由水泵驱动,升速比为1:1.1。
4.1 散热器及风扇数据
散热器散热量曲线图见图1,散热器风阻曲线图见图2,车用φ670环形风扇性能曲线见图3。
(曲线1为转速1 600 r时风量;曲线2为1 800 r时风量;曲线3为2 000 r时风量;曲线4为2 200 r时风量)
4.2 散热器散热量校核
选用的散热器芯高0.81 m,芯宽0.728 m,散热器迎风面积0.59 m2。根据散热器应带走147 kW的热量要求,通过图1可知,当散热器带走热量150 kW时,需要的风速为5.2 m/s,所需风量为5.2×0.59(散热器迎风面积)=3.068 m3/s。从图2可知,产生的风阻为:散热器0.25 kPa,中冷器0.15 kPa,合计0.4 kPa。
在发动机功率最大时的散热量最大,发动机最大功率转速为1 900 r/min,风扇安装于水泵驱动轴上,转速为1 900×1.1=2 090 r/min,查看图3曲线,当风阻为0.4 kPa时,风扇风量为5.3 m3/s,大于要求风量,所以风扇匹配合理。
在发动机扭矩最大时散热量应小于最大功率时的散热量,为了校核最大爬坡度时的散热量要求是否得到满足,把发动机扭矩最大时散热量也取为147kW,发动机最大扭矩点转速为1 500 r/min,风扇安装于水泵驱动轴上,转速为1 650 r/min,查看图3曲线,当风阻为0.4 kPa时,风扇风量为3.5 m3/s,大于要求风量,所以风扇匹配合理。
5 冷却系统阻力校核
发动机推荐额定转速下散热器等柴油机以外的冷却系统阻力小于0.05 MPa。发动机额定转速下水泵流量为300 L/min。
冷却系统阻力主要由管路阻力及散热器阻力组成,散热器阻力由散热器厂试验获得,在水流量为300 L/min时的阻力小于0.03 MPa。管路阻力采用Deutz公司计算管路阻力方法,冷却液体积流量为18m3/h,发动机出水管的管径为φ45 mm,发动机进水管管径为φ55 mm。
5.1 发动机出水管阻力
在图3中,首先在横坐标上找到V=18 m3/h,过这点画垂直线,与φ45的斜线相交,过交点画水平线,与纵坐标相交。在纵坐标轴上读出Δp=3 kPa/m。
发动机出水管直线长度为0.336 m,图4中没有φ45 mm直径等效弯头,可以用φ50 mm代替,对于名义管径为φ50 mm的r=3d的90°弯头,从表4可以找到其当量管路长度为1.1 m,在管路中这种接头有两个,等效长度为1.1×2=2.2 mm。管路总等效长度为2.2+0.336=2.536 m。
管路等效长度见表2。
管路阻力为Δpu=2.536×3=7.608 kPa
5.2 发动机回水管阻力
首先在横坐标上找到V=18 m3/h,过这点画垂直线,与准55的斜线相交,过交点画水平线,与纵坐标相交。在纵坐标轴上读出Δp=1 kPa/m。发动机出水管直线长度为0.568 m,图5中没有φ55 mm直径等效弯头,可以用φ65 mm代替,对于名义管径为φ65 mm的r=3d的90°弯头,从图5可以找到其当量管路长度为1.4 m,在管路中这种接头有2个,等效长度为1.4×2=2.8 mm。管路总等效长度为2.8+0.568=3.368 m,管路阻力为Δpl=3.368×1=3.368 kPa。
5.3 冷却系统总阻力
发动机管路总阻力为Δp=Δpu+Δpl=7.608+3.368=10.976 kPa,散热器阻力为30 kPa,管路总阻力为10.976+30=40.976 kPa<50 kPa,符合设计要求。
6 结论
综合实例,笔者所用计算方法的结果与实际情况相符,并且已经在实际的车型设计工程中进行了应用,所以可直接用于冷却系统设计。由于详细考虑了热燃比、风速、风阻和管路阻力等因素的影响,所以该结果较之传统的经验计算具有更高的精确性和可靠性。
参考文献
[1]王望予.汽车设计[M].北京:机械工业出版社,2004.
[2]姚仲鹏、王新国.车辆冷却传热[M].北京:北京理工大学出版社,2001.
系统匹配 篇9
1.1 摩托车电喷系统的基本结构
在摩托车电喷系统中, ECU根据节气门位置、曲轴位置、缸体温度以及进气温度传感器所反馈的信号, 通过点火线圈以及喷油器等执行器对燃油量进行精确的控制。
1.2 摩托车电喷系统的分类
一个摩托车电喷系统包含两个以上的气缸, 其中喷油器的安装位置在节气门前的区段, 燃料是在喷入后随空气流人进气管内的。按喷油器安装部位的不同可以将摩托车电喷系统划分为单点电喷系统和多点电喷系统。
1.2.1 单点电喷系统
单点电喷系统的成本相对比较低, 与化油器机械式节气门控制系统相比, 单点电喷系统增加了燃油喷射量的控制机制, 但由于分配到发动机每一气缸中的燃油量受到进气管各种因素的影响, 进入各缸内的燃油量分配的并不均匀, 不能实现精确的控制, 因此, 单点电喷系统在当前的摩托车上用的已经很少了。
1.2.2 多点电喷系统
与单点电喷系统不同, 多点电喷系统的每个气缸上均安有一个喷油器, 这就可以直接将燃料喷人各气缸的进气门前。这就致使多点电喷系统的结构相对比较复杂, 相应的成本就较高, 但多点电喷系统的燃油分配比较均匀, 控制精度比较好, 因此, 多点电喷系统在当前的摩托车上的应用非常广泛。
2 摩托车使用电喷系统的意义
摩托车使用电喷系统的意义主要体现在如下几个方面:
(1) 提高了发动机的动力性。摩托车的电喷系统在进气管道的形状、结构上进行了合理设计, 可以充分利用吸入空气的增压作用, 增大进气的效率, 增加输出功率, 从而提高了发动机的动力性。 (2) 具有节能和控制污染物排放的功效。由于多点电喷系统, 能够保证各缸混合气得到比较均匀的分配, 控制精度比较好, 从而使摩托车加减速的反应比较灵敏, 这样就能节省燃油, 有效控制污染物的排放。 (3) 提高了安全性。由于电喷系统是按气缸内不同的位置实现燃料的分层燃烧, 从而可以有效防止混合气燃烧引发的爆燃现象。 (4) 提高了高摩托车的燃油经济性。由于电喷系统的喷油时刻是在排气口关闭以后, 这样就可以避免大量的燃料损失, 从而显著提高摩托车的燃油经济性。
3 摩托车电喷系统的匹配技术与开发系统剖析
3.1 摩托车电喷系统的研发说明
摩托车电喷系统的研发主要包括如下三个阶段的内容:
(1) 系统硬件的研发阶段, 该阶段主要包括执行器和传感器的研究与选配以及ECU (电控单元) 的研发。 (2) 系统软件的研发阶段, 该阶段主要是系统控制策略的研究。 (3) 摩托车发动机性能优化阶段, 在该阶段主要是实现摩托车发动机与电喷系统的优化匹配。
其中上述摩托车电喷系统的三个不同阶段研发内容及其功能要求如图1所示。
3.2 摩托车电喷系统的匹配技术要点分析
摩托车电喷系统的匹配技术要点主要包括发动机原始标定值的采集与计算、发动机台架试验及性能的优化匹配、摩托车整车匹配及性能的优化这三个方面的下内容。
3.2.1 发动机原始标定值采集与计算
按照相关的技术标准对摩托车发动机的原始标定值进行采集与计算, 为以后发动机性能的优化和匹配提供相应的参数。
3.2.2 发动机台架试验及性能的优化匹配
其中主要包括如下几点:一是电池电压修正的确定, 保证开关特性的正常;二是结合发动机的负荷脉谱图, 根据进气管的条件对发动机的温度等一些相关参数进行修正;三是结合燃油脉谱图, 确定发动机的转速及其在各种负荷下的特性关系;四是结合满负荷脉谱图, 确定发动机温度在满负荷运转状态下的特性变化。
3.2.3 摩托车整车匹配及性能的优化
其中主要包括如下几点:一是结合过渡工况脉谱图, 在明确环境对空燃比影响的条件下, 要充分满足整车的性能及排放的要求;二是在整车转换中, 尽可能消除发动机在换气特性方面存在的各种差别;三是废气污染物的标定, 这是标定试验的关键工作;四是故障诊断的实验及匹配;五是关键点标定值的复核与整车平稳性以及摩托车各种驾驶性能的验证。
3.3 摩托车电喷开发系统介绍
为了有效的实现摩托车电喷系统的各项匹配技术, 相关行业开发了一套电控汽油机的系统, 用来完成摩托车发动机电喷系统的匹配工作以及各种参数的标定。该系统主要由PC机、I/O卡、A/D卡、定时卡、测控接口单元以及功率驱动单元等组成。该系统可以对摩托车电喷系统包括喷油延时、喷油脉宽、空气流量及温度、发动机转速、进气压力等在内的一些参数进行实时的测试与匹配调整, 从而有效地实现摩托车发动机性能的各项匹配工作。其中电控汽油机开发系统的结构如图2所示。
摘要：全文从摩托车电喷系统的概述谈起, 然后详细介绍了摩托车使用电喷系统的意义, 最后就摩托车电喷系统的匹配技术与开发系统进行了全面的剖析。
关键词：电喷系统,摩托车,匹配技术,开发系统
参考文献
[1]谢辉.车用柴油机新型共轨蓄压式电控燃油系统及其开发系统的开发研究, 天津大学博士论文, 1998 (3) .
[2]朱伟林.电喷技术在微型汽车发动机上的应用[J].广西机械, 2003 (03) .
系统匹配 篇10
随着内燃机对高平均有效压力的追求及严格的排放法规实施,单级涡轮增压已经不能满足柴油机大范围流量使用需求[1,2]。特别是低温燃烧模式,燃烧方案多采用大废气再循环(EGR)率(>50%),要使柴油机在降低NOx排放维持输出功率的同时不产生更多的碳烟排放物,需保证缸内平均当量比在一定限值之内。提高柴油机进气压力来保持燃烧过程所需的空气量,是解决问题的关键[3,4,5]。而进一步增加EGR率,必然伴随着柴油机对更多的新鲜充量的需求,高增压技术就成为了必然[6]。
EGR在“高密度-低温燃烧”策略中得到大量应用,由于废气本身含CO2等比热容较大的物质,冷却后的废气通入进气管能增加滞燃期,为油气混合赢得时间;另外废气导入气缸必然降低缸内氧浓度,抑制化学反应速度,降低缸内平均燃烧温度,有利于降低NOx 排放[7,8];另外,从单位容积的组分来看,废气组分的加入对进气组分有稀释作用,能降低燃油分子与氧分子的接触几率,抑制燃烧反应速率。当然,加入过量的废气会使缸内局部缺氧,碳烟生成加剧。合理利用高增压技术,增加新鲜充量,在降低碳烟排放的同时适当加入EGR来降低NOx排放[9,10],是增压系统与EGR系统匹配的关键问题。本文在各转速中等负荷工况,通过对比低压EGR(LP-EGR)系统和高压EGR(HP-EGR)系统对增压系统运行规律的影响,进而分析其对燃烧过程的影响。
1试验设备和测控系统
为了研究燃烧方案对柴油机性能的影响,搭建了六缸重型柴油机台架,其气路系统采用两级涡轮增压和双EGR(HP-EGR和LP-EGR)系统,并在高压级涡轮端和压气机端均设计一条旁通道,以便对增压器运行状态进行调整,从而实现对进气状态参数的控制。HP-EGR系统和LP-EGR系统单独 或联合运用,既可以满足试验方案中大范围EGR率的变动需求,也能实现柴油机在瞬态工况中的快速响应[11]。由于燃烧方案需要,匹配的两级增压系统需在低速满负荷工况实现接近4.0的增压比,本试验系统配置了进气门晚关装置(IVCA),可避免气缸上止点最高压力超过极限值(16.5MPa),且这种装置本身能实现“拟米勒”循环,减小了压缩冲程而保持膨胀冲程不变,是一种有效提高柴油机热效率的方法。台架示意图和测试设备安装图如图1所示。柴油机参数和测试设备如表1和表2所示。
2试验结果及分析
2.1两种EGR系统对两级增压系统运行区域的影响
图2和图3为柴油机在1300r/min、50%负荷工况下,在相同喷油定时和进气门关闭时刻(IVCT)的条件下,采用两种EGR系统的两级增压器运行规律变化。由图2可知:采用LP-EGR系统时,随着EGR率增加 (图2中箭头所 指方向,第一个点 为EGR率为0时的情况),各级压气机增压比均略上升,进气流量略上升,但不太明显;而采用HP-EGR系统时,各级压气机增压比均快速下降,进气流量下降明显。这是因为采用LP-EGR系统时,由于循环油量不变,喷油定时在上止点后,随着EGR率增加,着火相位和燃烧中心逐渐远离上止点,柴油机输出功减小,且缸内平均温度下降,柴油机传热减少,故排气能量增加,此时涡前温度下降,故涡前压力增加。由图2和图3可知,两级压气机定熵效率变化不大,根据增压器自平衡方程可知,进气压力会增加。而采用HP-EGR系统时,随着EGR率增加,废气分流给EGR回路的能量不断增加,进入涡轮增压器的废气能量不断减少,各级增压器转速逐渐下降,则各级增压比逐渐减小。
2.2低速中等负荷工况下两种 EGR 系统对排放和热效率的影响
图4为1300r/min、50%负荷工况,两种喷油定时下单独使用LP-EGR系统或HP-EGR系统的情况(方框内数字代表EGR率)。由图4可知,在相同喷油定时的情况下,采用LP-EGR系统可得到更好的NOx和碳烟折中排放。这是因为在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,NOx排放几乎相等。如图5和图6所示,随着EGR率增加,采用LP-EGR系统时进气压力逐渐增加,而采用HP-EGR系统时进气压力逐渐减小,即在相同喷油定时和EGR率情况下,采用LP-EGR系统能得到更多的新鲜充量,故缸内平均温度相对采用HP-EGR系统时低。也就是说,采用LP-EGR系统时,相对“低温富氧”,而采用HP-EGR系统时,相对“高温贫氧”。最终在相同喷油定时和EGR率的条件下,采用两种EGR系统时NOx排放几乎相等。
在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用LP-EGR系统时碳烟排放更低。这是因为在相同喷油定时和相同EGR率下,采用LP-EGR系统时进气压力更大,进而进气流量更大,缸内平均当量比更小,故在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用LP-EGR系统时碳烟排放更低,如图7所示。
如图8所示,在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用LP-EGR系统时有效热效率更高。这是因为如图9所示,采用LP-EGR系统时,燃烧重心CA50更远离上止点,柴油机膨胀功减小。同时,随着EGR率增加,采用LP-EGR系统时缸 内峰值压 力pLP-MAX略微增加,采用HP-EGR系统时缸内峰值压力pHP-MAX明显减小,即随着EGR率增加,pLP-MAX与pHP-MAX之间差值逐渐增加。综合这两方面因素可知,在相同喷油定时条件下,随着EGR率增加,柴油机所做膨胀功减小,故有用功减小,有用功占循环油量低热值的比例ηgr减小,且采用LP-EGR时更明显。然而,随着EGR率增加,pLP-MAX与pHP-MAX之间差值逐渐增加,采用HP-EGR系统时,由于进气压力下降迅速,导致有用功快速减小,有用功占循环油量低热值的比例ηgr也迅速下降。在两方面因素影响下,从图10可见,在相同EGR率情况下,采用LP-EGR系统时,有用功占循环油量低热值的比例ηgr更大。
如图6所示,在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,虽然采用HP-EGR系统时排气与进气之间压力差值更小,但在1300r/min、50%负荷时,排气与进气之间压力差值均小于0.02MPa,故换气负功都较小,换气负功 占循环油 量低热值 的比例ηex较小。如图10所示,综合ηgr和ηex可知,采用HP-EGR系统时ηex更大(该值为负值),而采用LP-EGR系统时ηgr更大。综合两者可知,采用LP-EGR系统时,指示热效率ηit更大,且随着EGR率增加,增幅越大。而机械效率ηm随着EGR率变化不大,故在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用LP-EGR系统时有效热效率更高。
综上所述,柴油机在低速中等负荷时,在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,相比采用HP-EGR系统,采用LP-EGR系统可得到更好的NOx和碳烟折中排放,同时有效热效率更高。
2.3中速中等负荷工况下两种 EGR 系统对排放和热效率的影响
图11为在1600r/min、50%负荷工况单独使用LP-EGR系统或HP-EGR系统的对比(图11中方框数字代表EGR率)。由图11可知,在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用LP-EGR系统具有更好的NOx和碳烟折中排放。这是因为在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,NOx排放几乎相等,原因参考2.2节相关内容;在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用LP-EGR系统时,碳烟排放更少。采用LP-EGR时碳烟排放较少是因为在相同EGR率情况下:采用LP-EGR系统时当 量比更小(图12),如图14所示;同时,随着EGR率增加,采用LP-EGR时,进气压力逐渐增加,故在相同EGR率的情况下,废气流量也逐渐增加,废气作为大比热容工质,对着火时刻的延迟作用更明显,如图13和图14所示;而随着EGR率增加,采用HP-EGR时,进气压力逐渐减小,故在相同EGR率的情况下,废气流量也逐渐减小,其对着火时刻的延迟作用逐渐减弱。综上所述,在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用LP-EGR系统时碳烟排放更低。
如图15所示,在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用HP-EGR系统时有效热效率更高。这是因为如图16所示,相比LP-EGR系统,采用HP-EGR系统时,燃烧重心CA50更靠近上止点,若峰值压力相等,采用HP-EGR系统柴油机膨胀功更大;然而,随着EGR率增加,采用LP-EGR系统时缸 内峰值压 力pLP-MAX略微增加,采用HP-EGR系统时,缸内峰值压力pHP-MAX明显减小,即在燃烧重心CA50相等的情况下,采用HP-EGR系统时有用功更小;同时,采用HPEGR系统时,由于涡前压力随着EGR率增加而迅速下降,若要保持相同输出扭矩,其循环油量也逐渐减小,即在有用功相等的条件下,采用HP-EGR系统,有用功占循环油量低热值的比例ηgr更大。综合以上三方面因素,由图17可知,ηgr随着EGR率增加而下降,即在相同EGR率情况下,采用HP-EGR系统时ηgr更大,即此时采用HP-EGR系统,膨胀功增加,循环油量降低,两者的联合作用对ηgr的增幅大于进气压力迅速下降对ηgr的减少量。
如图18所示,在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用HP-EGR系统时,排气与进气之间压力差值更小。EGR%为15%时,排气与进气之间压力差值仅0.06MPa,而采用LP-EGR时,却达到0.11MPa。故采用HP-EGR系统时,换气负功 更小,且随着EGR率增加,换气负功占循环油量低热值的比例ηex越小。如图17所示,综合ηgr和ηex可知,此时循环油量差值和排气与进气之间压力差值对指示热效率起主导作用,在相同EGR率时,差值越大两种EGR系统指示热效率ηit差值越大,而机械效率ηm随着EGR率变化不大,故在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用HP-EGR系统时有效热效率更高。
综上所述,柴油机在中速中等负荷时,在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,相比HP-EGR系统,采用LP-EGR系统具有更好的NOx和碳烟折中排放,但有效热效率低一些。
2.4高速中等负荷工况下两种 EGR 系统对排放和热效率的影响
图19为1900r/min、50% 负荷工况 单独使用LP-EGR系统或HP-EGR系统的NOx和碳烟排放情况。由图19可知,在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用HP-EGR系统具有更好的NOx和碳烟折中排放。这 是因为在 相同喷油 定时和相 同EGR率的条件下,NOx排放几乎相等(原因参考2.2节相关内容)。在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用HP-EGR系统时碳烟排放更小。如图20和图21可知,随着EGR率增加,采用两种EGR系统时进气压力差值逐渐增加,进气流量差值也逐渐增加,缸内平均温度差值逐渐增加。采用HP-EGR系统时,相对处于“高温缺氧”的环境,不利于降低碳烟排放。但同时,如图22所示,随着EGR率增加,两种EGR系统燃油消耗率差值也逐渐增加。这是因为采用LP-EGR系统时,燃油消耗率随着EGR率增加而增加,而采用HP-EGR系统时,燃油消耗率随着EGR率增加而减小。从这个角度看,在柴油机处于高速工况时,缩短喷油持续期将非常有利于燃油在缸内的混合,使碳烟排放降低。从图19和图21可知,在高速工况,排气与进气之间的压力差值达到0.12MPa,采用HP-EGR系统能大 幅度降低 其差值,且随着EGR率增加,排气与进气之间的压力差值越小,燃油消耗率降低越多。而此时虽然进气流量也在减小,但当量比依然不大(图23),故当量比对碳烟排放的影响不及喷油持续期对碳烟排放的影响大。在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用HP-EGR系统时碳烟排放更小。
如图24所示,在相同喷油定时和相同EGR率条件下,采用HP-EGR系统时有效热效率更高。这是因为如图25所示,采用HP-EGR系统时,燃烧重心CA50更靠近上止点,柴油机膨胀功更大。同时,随着EGR率增加,两种EGR系统燃油消耗量差值增幅明显,即采用HP-EGR系统时,循环油量更小,有用功占循环油量低热值的比例ηgr更大。
如图21所示,在相同喷油定时和相同EGR率的条件下,采用HP-EGR系统时排气与进气之间压力差值更小,EGR率为13%时排气与进气之间压力差值仅0.06MPa,而采用LP-EGR时却达到0.12MPa,故采用HP-EGR系统时换气负功更小,且随着EGR率增加,换气功占 循环油量 低热值的 比例ηex越小。如图26所示,综合ηgr和ηex可知,柴油机在高速工况循环油量差值和排气与进气之间压力差值对指示热效率起主导作用,在相同EGR率时,差值越大两种EGR系统指示热效率ηit差值越大,而机械效率ηm随着EGR率变化不大,故在相同喷油定时和相同EGR率条件下,采用HP-EGR系统时有效热效率更高。
综上所述,柴油机在高速中等负荷时,在相同喷油定时和相同EGR率条件下,相比HP-EGR系统,采用HP-EGR系统具有更好的NOx和碳烟折中排放,同时具有更高的有效热效率。
3结论
(1)柴油机在喷油定时和IVCT相等的条件下,采用LP-EGR系统时,随着EGR率增加,各级压气机增压比均略微上升,进气流量略微上升,但不太明显;而采用HP-EGR系统时,各级压气机增压比均快速下降,进气流量下降明显。由此可知,HP-EGR系统是降低涡前压力的有效手段。
(2)在各转速中等负荷工况,单独使用LP-EGR系统或HP-EGR系统时,在相同喷 油定时的 情况下,NOx排放几乎相等。在 各中低转 速工况,采用LP-EGR系统时碳烟 排放更低;高速工况 时,采用HP-EGR系统时碳烟排放更低。
系统匹配 篇11
关键词：模板匹配技术；模板图像
中图分类号：TP391.4 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 05-0000-01
Template Matching Technology Study and License Plate Identification System Application
Chen Xian
(Sichuan Normal University Chengdu College,Chengdu611745,China)
Abstract:Template matching technology in image recognition system is a relatively simple and quick method,template matching technique is the unknown image and a standard to compare images to find out whether there is the same or similar.Identify the most similar word is its recognition of the result,the process is called "matching."
Keywords:Template matching technology;Template image
随着计算机技术的发展，计算机越来越智能话和自动化，文字是人类文明的源泉，生活中的文字随处可见，怎样才能使计算机能够通过图像自动的识别这些文字，是一个很有价值的研究课题。
模板匹配技术在字符识别方面有广泛的应用，模板匹配技术就是事先建立了标准的字符模板，然后用字符和标准版进行比较，计算出他的相似度，与某个模板相似度最高的即为识别字符。在字符识别中，模板匹配技术是一中最基本，也是最简单的技术，他被应用于手写识别、车牌识别等领域。
车牌自动识别系统，在交通方面有很重要的作用，通过对车牌的自动识别，可以很好的进行交通的管理，打击犯罪活动，同时减少了对于协管人员的工作强度，车牌自动识别系统已经成为世界上快速交通系统里不可缺少的一个成员，模板匹配技术在车牌识别系统中应用非常方便，国家的车牌都有着自己固定的模式，我国的车牌由汉字、字母、数字组成，相对于手写字符，车牌字符更加规范有统一的标准，因此，使用统一的模板匹配，识别的成功率更高，Hans A.利用荷兰车牌的特点，结合模板算法长处构造出了一些特殊的模板，取得了一定的效果，其全车牌识别正确率为92%以上。国内有一些专家也利用模板匹配技术开发了车牌识别系统，据报道其车牌的识别正确率高达97%以上，主要应用于收费站。
一、车牌识别系统在国内外的研究现状与发展
在国内外都有很多关于车牌识别方面的研究和报道。在国外车牌识别系统的研究工作开展的较早。例如由Yuntao Cui提出的一种车牌识别系统，在对车牌定位后，利用马尔科夫场对车牌的特征进行提取和二值化，其主要的工作是放在二值化上，从而对其样本的识别达到了高识别率。D.W.Tindail指出了利用车牌识别系统全天工作的重要意义，提出了在欧洲应用车牌识别系统的困难，因为在欧洲有十多个国家，而每一个国家又有各种各样的车牌。Luis开发的车牌识别系统全天识别率能达到90%以上，即使在天气不好的情况下也能达到70%，他的系统也主要应用在公路收费站。以上一些例子说明了国外在车牌识别方面已经取得了很好的成绩，但是我国的车牌与其他国家有着明显的不同，由于我国的车牌有了汉字的加入，是得识别方面更加的困难。
在车牌识别系统中对车牌字符识别是非常重要的。对车牌字符识别可以理解为是印刷体文字识别的范畴。人们早在五十年代时候就认识到印刷体字符识别的意义，开始了对其进行相应的研究，而在以后的三十多年中不断有一些不是很完善的软件出现。但美国IBM公司的Casey和Nagy是最早研究汉字识别的。他们在1996年发表了一篇关于汉字识别的文章，并用模板匹配法识别出了1000个汉字印刷体，是他们拉开了在世界范围内研究汉字识别的序幕。
二、模板匹配技术中用到的描述方法
模板匹配技术是模式识别的范畴，在模式识别中，被观测的对象称之为样品。如本文中的十个模板数字称为十个样品，我们要做的就是将样品的特征提取出来，然后运用这些特征于待匹配的字符进行对比，从而才能得出结果。由处于同一个特征空间的特征向量来表示模式的特征集，特征向量中的每个元素称为特征，其向量也因此称为特征向量。特征一般用小写字母 来表示。如果一个样品 有n个特征，则可把 看成一个n维列向量，该向量称为特征向量 ，记作：
（1）
抽取图像特征的目的是为了进行分类和识别图像。也就是把图像变成了n维空间的一个向量，实际上就是把图像看成n维空间中的一个点，这样有利于从几何上考虑问题，计算上也比较方便。
如果一个对象的特征观察值为{x1，x2，…，xn}，它可构成一个n维的特征向量值X，即X={x1，x2，…，xn}T，式中x1，x2，…，xn为特征向量X的各个分量。在对模式识别过程中，要对许多具体的对象进行测量，以获得大量的观测值，其中有均值、方差、协方差与协方差矩阵。
（一）均值。N 个样品的均值可表示为：
（2）
其中 是第i 个特征的平均值，
（3）
（二）方差。方差是用来描述一批数的分散程度，第i个特征的N个数的方差公式是： （4）
（三）协方差与协方差矩阵。在N个样品中，第i个特征和第j个特征之间的协方差定义为：
（5）
对于同一批样品来说，很显然有：
如果一批样品有n个特征x1，x2，…，xn。求出没两个特征的协方差，总共得到n2个值，将这n2个值排列成以下的n维方阵，称为协方差矩阵：
（6）
协方差矩阵是对称矩阵，而且主对角线元素sij就是特征xi的方差si2，i=1，2，3，…，n。
参考文献：
[1]刑向华,顾国华.基于模板匹配和特征点匹配相结合的快速车牌识别方法[J].光电子技术,2003,12:268-270
交流电力机车电传动系统匹配分析 篇12
我国大力发展以交流传动为显著特点的轨道交通装备。交流传动电力机车以“和谐号”为代表, 主要用于货运/客运运输, 具有单轴功率大, 控制系统技术领先, 运行可靠等诸多优点。在国家各大铁路局甚至是国有地方铁路都先后得到应用, 在各地承担着重要的运输任务。因此, 对电力机车牵引系统牵引控制方法以及电气匹配的分析和研究具有重要意义。
1 牵引变压器与主变流器的匹配
1.1 牵引变压器
牵引变压器将网侧接触网高压电经过隔离变压后输出到牵引绕组, 为主变流器提供电能。在设计时, 在安装尺寸、体积满足总体要求的前提下, 主要应考虑以下几个方面。
1.1.1 额定容量选择
按照常规计算方法, 主变压器额定容量应包括轮轴牵引功率的折算值、辅助系统的折算值、列车供电系统折算值以及变压器损耗等方面, 但实际容量往往低于以上计算值。
1) 限于机车安装空间和自重, 较大的容量往往带来较大的体积和重量, 设计难度大且很不经济。
2) 机车额定容量的确定主要是基于绕组温升的考虑, 因机车运行一般不会长期工作在额定功率工况下, 绕组温升一般不会太高, 所以, 在设计时可以考虑在计算值的基础上有所降低, 但是, 必须根据机车配属机务段的不同运行区间进行温升校核。
3) 机车辅助供电系统和列车供电系统在折算容量时, 可按照实际输出的有功功率考虑, 且可根据不同负载的工作频繁度进行相应调整。
4) 主变压器的过载能力与绕组温度有关, 环境温度较低时的过载能力往往大于温度较高的区域, 所以在年平均气温较大的区段, 主变压器容量确定可稍有降低。
5) 主变压器的损耗在参数设计时一般不去考虑, 在主变压器的自身技术设计阶段时会考虑预留该部分余量。
6) 在某种难以调和的状态下, 变压器可通过选用更加优质的材料进行设计, 但往往成本会较大程度上浮。
1.1.2 变比确定
主变压器的变比确定主要涉及与主变流器的参数匹配。对变流器而言, 牵引绕组输出电压越高, 额定功率下的输入电流就会越低, 较低的电流可以降低四象限整流器的负担。但并非越大越好, 该值受到变流器中间回路恒定电压的限制。
1.1.3 短路阻抗
短路阻抗 (主要指漏电感) 是交流传动电力机车主变压器设计中的一个重要参数。该阻抗的作用包括:平波和升压电感。
1.2 主变流器
整车电气方案的设计时, 它与主变压器的匹配主要涉及主变流器的四象限整流部分、中间直流环节等两个主要环节, 其三相逆变部分主要与牵引电机匹配相关。
1.2.1 四象限整流部分
国内“和谐号”电力机车主要包括三个系列, 即:株洲电力机车有限公司生产的HXD1系列;大同电力机车有限公司生产的HXD2系列;大连机车车辆有限公司生产的HXD3系列。整流环节均采用了电压型单相桥式四象限整流结构, 实现网侧电压和电流的四象限运行, 做到能量的双向传输。即:整流系统工作在牵引工况时, 电压、电流运行在1、3象限;整流系统工作在再生制动工况时, 电压、电流运行在2、4象限;电流相位与牵引时相比相差180度。该结构在稳定输出电压的同时, 保证输入端网测电压和电流功率因数接近于1 (再生制动时为-1) 。
在整车电气方案的设计阶段, 主变压器与主变流器的配合主要也是在于与四象限整流的配合。主要包括:变压器变比与变压器短路阻抗。
1) 变压器变比:为保证变流器在恒功率输出区间的稳定运行, 变压器牵引绕组输出电压需在一定的范围内:牵引绕组电压最小值需符合恒功区变流器的最大输入电流;在维持中间直流恒定且可控的前提下, 牵引绕组电压尽可能的大。所以, 在调制深度可以达到1的前提下, 牵引绕组电压的输出范围必须满足以下的必要公式:
2) 变压器短路阻抗:经前文分析, 变压器短路阻抗的数值需要与主变流器的设计相配合。该数值的确定可通过计算得出, 但目前一般通过仿真软件直接仿真进行匹配。从整车匹配设计角度出发, 在保证网测等效干扰电流在要求范围之内的前提下, 变压器短路阻抗不应过大。否则, 将会造成主变压器损耗、温升的上升, 同时体积和成本也随之提高, 进而显得极不经济。此外, 交流传动电力机车一般采用多重四象限控制, 从而进一步降低网测谐波。该技术可以在一定程度上降低对主变压器短路阻抗的要求。
1.2.2 中间直流环节
作为主变流柜内部的变流过度环节, 中间直流环节与主变压器的匹配主要是指对谐振电抗器的选取。因为四象限整流器的应用, 在中间直流环节引入了100 Hz的电流谐波分量, 为滤除该电流分量, 保证逆变部分稳定工作, 需设置LC谐振电路, 需满足:
此外, 中间回路二次谐波电流的峰值近似满足以下公式:
设计时, 为保证二次谐振回路中电感 (和电容) 电压较小, 二次滤波电感一般应设计得尽可能小。
2 主变流器和牵引电机的匹配
主变流器和牵引电机的匹配直接影响交流传动系统的优越性是否得到最大限度的发挥。在整车设计时, 不仅要考虑启动转矩、最大功率, 还要保证变流器和电机的重量、外形尺寸的总体限制条件。牵引电机的牵引特性曲线包括三大部分:恒转矩区、恒功率区和自然特性曲线。一般, 电机在启动时采用恒压频比启动, 使得牵引电机内部定子励磁磁通恒定, 轮轴输出转矩基本恒定。随着机车速度的上升, 变流器输出电压达到额定值, 此时进入恒功率调速区。根据牵引电机内部参数关系, 输出转矩近似满足以下公式:
所以, 主变流器和牵引电机存在两种典型匹配方案:
1) 大电机小逆变器方案:保持Us为一恒定值, 转差频率fsl和电源频率fs, 按比例调节, 即s=fsl/fs=恒值。
2) 大逆变器小电机方案:保持转差频率fsl恒定, 为恒定值。
综合以上两种方案, 前者应用较广, 目前的主流电力机车均采用该控制方式;后者因其需要较大的变流器容量、车内空间、较高的中间电压等级等, 应用较不普遍。
3 牵引电机的控制方式匹配
目前, 典型的牵引电机控制方式包括轴控和架控两种: (1) 轴控方式是应用较为广泛的形式。 (2) 架控方式也是一种普遍的控制方式。所以, 在整车电气方案设计时需要综合考虑机车总体设计要求、线路状况、运行区间等因素, 并结合成本控制的相关要求作出合理的选择。
4 辅助系统匹配
电力机车辅助系统是主传动系统正常工作的可靠保障, 在方案设计时应注意以下几点: (1) 辅助系统的输入电源可以来自牵引变压器次边, 也可以来自变流器中间直流回路, 而且各有优缺点。然而, 在辅助负载容量要求不大、技术允许的情况下, 一般建议采用主辅集成的方式, 将辅助变流系统至于主变流柜内部, 从中间直流回路取电。 (2) 辅助模块的开关器件 (通常为IGBT) 的开关频率 (750 Hz以上) 一般大于主变流器的逆变模块, 所以控制精度更高。但是与牵引回路逆变器输出三相方波电压不同, 辅助系统的输出电压需要经过LC滤波以达到输出正弦的目的。LC滤波参数可以通过计算得到, 也可以通过simulink等仿真软件仿真进行匹配, 但是, 在追求输出电压低谐波含量的同时, 必须注意对滤波电感和电容的外形尺寸限制。
5 结语
综上所述, 设计人员可以考虑从主变压器与主变流器匹配、主变流器与牵引电机的匹配、电机控制方式的匹配、辅助系统匹配等四个方面着手, 并结合机车运行环境和业主的不同要求进行交流传动电力机车电气传动系统方案设计。
摘要：结合国内和谐型交流传动电力机车分析了机车电传动系统的工作特点和匹配关系。利用simulink软件对机车电传动系统的仿真分析, 对主变压器、主变流器、牵引电机、辅助系统三个部分的匹配关系进行了较为深入的探讨。