研究背景

随着人们对“低碳经济”问题的深入关注，节能和环保已成为热门的课题。由于船舶保有量的不断增加，船舶排放已成为环境污染的重要源头之一，越来越多的船用发动机将不得不采用或采用更多的电子控制系统。随着电子控制技术在发动机电子控制系统中的广泛应用，这给电子控制系统与高压共轨柴油机的标定/匹配技术带来了新课题。对于基于模型开发的电控系统，在其数学模型和硬件模式基本确定的前提下，要让其匹配的柴油机发挥出最优的性能，就取决于软件部分的最佳标定参数了，而这个取得最佳标定参数的过程，就是标定/匹配。

为了对发动机的控制参数和相关脉谱进行标定，需要设置不同的控制参数，再考察发动机在这些控制参数下工作时具有的性能，并进行相关的判定，按照一定的标准选择到最适合的控制参数。

发动机的标定要靠标定工具来完成，标定工具可以为标定人员提供操作平台和操作界面。平台上可以完成标定通信和标定任务的创建、组织、管理和数据采集等功能。本论文研究的课题即是基于INCA软件环境，设计与开发适用于高压共轨电控发动机标定系统。

标定技术国内外研究现状

国外标定技术发展过程中,出现的先进的标定系统有AVL公司(奥地利)的CAMEO、ATI公司(德国)的VERSION、通用公司(美国)的CalTool、ETAS公司(德国)的INCA、大众公司(德国)的VS100、SCHENCK公司(德国)的VEGA、Vector公司的CANape等。可见国外标定技术的发展已经十分先进。

目前在国外,发动机匹配标定软件中使用最为广泛的是ETAS公司开发的INCA,其应用以Bosch公司的电控系统为代表,此外还有Vector公司开发的CANape。

我国的发动机电控系统开发比较晚，标定系统主要依赖于国外。国内一些开发单位开发了自己的匹配标定软件,但由于大多数平台关联性较强,如果电控系统硬件平台升级或变更,软件也必须作相应的改动,这样一来不仅增加了开发成本,也会影响到了开发的周期。

近十多年来国内企业和高校对基于模型的标定技术进行了一些研究，推进了基于模型的标定技术的发展。例如，陈礼勇使用GT-Power 构建了一款高压共轨柴油机的仿真模型，进行虚拟试验，对各种试验设计策略进行对比分析择优，建立了二阶响应模型，最后运用遗传算法进行了全局优化，生成了控制参数的初始脉谱；张树梅设计开发了电喷发动机的虚拟标定系统，分别利用三维绘图软件 PRO/E、CFD 软件 AVL-Fire、一维仿真软件 AVL-Boost 建立了电喷发动机的几何模型、三维计算流体模型和一维热力学模型，并进行了虚拟标定的研究分析和试验验证。随着电控技术的不断发展，标定技术必然成为研究重点和发展方向。然而，我国基于模型标定技术的研究才刚刚起步，应用还不够广泛。各种标定的新技术更对我国提出了严峻的挑战。