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龍圖騰網(wǎng)恭喜安徽大學申請的專利一種面向工況切換的船舶柴油機熱工參數(shù)估計方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN114662314B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-29發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202210289982.5，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/20；該發(fā)明授權(quán)一種面向工況切換的船舶柴油機熱工參數(shù)估計方法是由鐘凱;章佳明;韓冰;吳中岱設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-03-23向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種面向工況切換的船舶柴油機熱工參數(shù)估計方法在說明書摘要公布了：一種面向工況切換的船舶柴油機熱工參數(shù)估計方法，屬于船舶柴油機熱工參數(shù)辨識領(lǐng)域，包括：在不同工況下，采集柴油機臺架實驗臺工作過程中轉(zhuǎn)速、排氣溫度、功率等熱工參數(shù)并進行預處理；通過多項式擬合分別分析轉(zhuǎn)速、排氣溫度、功率三種變量與負荷工況之間的關(guān)系曲線并給出擬合曲線效果圖，以平均絕對百分比誤差MAPE評估擬合的效果；接著通過多項式擬合分別分析轉(zhuǎn)速、排氣溫度、功率三種變量與推進工況之間的關(guān)系并給出擬合曲線圖，同樣以MAPE指標評價擬合的效果，從而實現(xiàn)船舶柴油機熱工參數(shù)在多種工況變化情形下的準確估計。本發(fā)明提出的一種面向工況切換的船舶柴油機熱工參數(shù)估計方法，可以提升參數(shù)估計的準確性，也更加符合船舶柴油機的實際工作狀況，此外還能有效地應(yīng)用在實際工況切換頻繁的場景中，同時，采用多項式擬合的方式可以減少最終模型參數(shù)，降低模型的復雜度，提升計算效率。最后，該發(fā)明中常見工況下的熱工參數(shù)估計方法可以拓展到任意工況下的熱工參數(shù)的估算，方法的可拓展性和實用性較強。

本發(fā)明授權(quán)一種面向工況切換的船舶柴油機熱工參數(shù)估計方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種面向工況切換的船舶柴油機熱工參數(shù)估計方法，其特征在于，該方法針對常見的不同工況分別采集關(guān)鍵的熱工參數(shù)，隨后通過多項式擬合分別分析轉(zhuǎn)速、排氣溫度、功率這三種典型熱工參數(shù)與變化的負荷工況之間的關(guān)系曲線并給出擬合曲線效果圖，再通過多項式擬合分別分析轉(zhuǎn)速、排氣溫度、功率與變化的推進工況之間的關(guān)系曲線并給出擬合曲線效果圖，實現(xiàn)工況切換條件下的熱工參數(shù)估計；具體包括以下步驟：步驟S1：在不同工況下，采集柴油機臺架實驗臺工作過程中轉(zhuǎn)速、排氣溫度、功率變量的數(shù)據(jù)并進行預處理；對柴油機不同工況的狀態(tài)參數(shù)進行采集和處理；所述的不同工況具體指：為了更好地擬合工況與轉(zhuǎn)速、排氣溫度、功率之間的關(guān)系時，也使得擬合的結(jié)果更接近真實狀態(tài)，分別對于推進和負荷工況不同的數(shù)據(jù)進行采集和處理；另外，由于臺架實驗的排氣溫度在采集過程中常常存在異常點，所述異常點的讀數(shù)明顯高于正常水平，對于此類異常點的異常數(shù)據(jù)直接使用上一檢測時刻的值代替；步驟S2：在變化的負荷工況下，采用多項式擬合建立其與典型熱工參數(shù)之間的關(guān)系曲線模型，以平均絕對百分比誤差MAPE評估擬合的效果；為保證采集過程中剩余的其他熱工參數(shù)保持穩(wěn)定，在采集負荷工況下的過程數(shù)據(jù)時保持發(fā)動機以恒定的轉(zhuǎn)速工作，以模擬船舶負載工作時船速不變的情形；針對變化的負荷工況擬合其與排氣溫度之間的關(guān)系曲線，結(jié)果如下：T＝4.1935*10-4t3-0.0811t2+5.9992t+161.4392其中，T為排氣溫度，單位為degC，t為負荷工況；經(jīng)過計算，所得結(jié)果曲線與實際監(jiān)測數(shù)據(jù)之間的MAPE＝0.52％；針對變化的負荷工況擬合其與功率之間的關(guān)系曲線，結(jié)果如下：P＝-0.0073t3+1.2661t2-29.8399t+1014.3385其中，其中P為功率，單位為kW，t為工況；經(jīng)過計算，所得結(jié)果曲線與實際監(jiān)測數(shù)據(jù)的MAPE＝3.87％；步驟S3：在變化的推進工況下，采用多項式擬合建立其與典型熱工參數(shù)之間的關(guān)系曲線模型，以MAPE指標評估擬合的效果；針對變化的推進工況擬合其與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線，結(jié)果如下：n＝-0.0067t2+1.6392t+47.2291其中，n為轉(zhuǎn)速，單位為rmin，t為推進工況；經(jīng)過計算，所得結(jié)果曲線與實際監(jiān)測數(shù)據(jù)的MAPE＝14.6％；針對變化的推進工況擬合其與排氣溫度之間的關(guān)系曲線，結(jié)果如下：T＝5.1058*10-4t3-0.124t2+10.6154t+25.7013其中，T為排氣溫度，單位為degC，t為推進工況；經(jīng)過計算，所得結(jié)果曲線與實際監(jiān)測數(shù)據(jù)的MAPE＝7.69％；此外，采用多項式擬合的方式能夠減少最終模型參數(shù)，降低模型的復雜度，提升計算效率；針對變化的推進工況擬合其與功率之間的關(guān)系曲線，結(jié)果如下：P＝-0.0165t3+2.8921t2-112.8566t+1960.5187其中，P為功率，單位為kW，t為推進工況；經(jīng)過計算，所得結(jié)果曲線與實際監(jiān)測數(shù)據(jù)的MAPE＝2287％；所述的步驟S2和S3中：所述的多項式擬合是計算輸入變量x高次項的線性組合，其中最高采用輸入變量的三次項，表達式具體如下： 其中，表示基于輸入變量x和參數(shù)w的估計值，wi表示目標參數(shù)；所得的模型能夠像線性模型一樣高效的運算，同時使得模型能夠適用于全工況的情形；使用平方誤差和作為損失函數(shù)，表達式如下： 其中，Ew表示結(jié)果損失，N表示測試樣本數(shù)，xn表示第n個測試樣本數(shù)據(jù)，tn表示第n個測試樣本的實際標簽，當損失函數(shù)取最小值時便得到最優(yōu)的估計模型。

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