Notice: Undefined index: linkPowrot in C:\wwwroot\wwwroot\publikacje\publikacje.php on line 1275
Strona główna > Publikacje
Publikacje
Pomoc (F2)
[112280] Artykuł:

Modeling of Internal Combustion Engine Ignition Systems with a Circuit Containing Fractional-Order Elements

(Modelowanie układów zapłonowych silników spalinowych obwodem z elementami niecałkowitego rzędu)
Czasopismo: Energies   Tom: 15, Zeszyt: 337, Strony: 1-14
ISSN:  1996-1073
Opublikowano: Styczeń 2022
 
  Autorzy / Redaktorzy / Twórcy
Imię i nazwisko Wydział Katedra Do oświadczenia
nr 3		 Grupa
przynależności		 Dyscyplina
naukowa		 Procent
udziału		 Liczba
punktów
do oceny pracownika		 Liczba
punktów wg
kryteriów ewaluacji
Sebastian Różowicz orcid logo WEAiIKatedra Elektrotechniki Przemysłowej i Automatyki**Takzaliczony do "N"Automatyka, elektronika, elektrotechnika i technologie kosmiczne2535.0035.00  
Andrzej Zawadzki orcid logo WEAiIKatedra Elektrotechniki Przemysłowej i Automatyki**Takzaliczony do "N"Automatyka, elektronika, elektrotechnika i technologie kosmiczne2535.0035.00  
Maciej Włodarczyk WEAiIKatedra Informatyki, Elektroniki i Elektrotechniki *Takzaliczony do "N"Automatyka, elektronika, elektrotechnika i technologie kosmiczne2535.0035.00  
Antoni Różowicz orcid logo WEAiIKatedra Elektrotechniki Przemysłowej i Automatyki**Takzaliczony do "N"Automatyka, elektronika, elektrotechnika i technologie kosmiczne2535.0035.00  

Grupa MNiSW:  Publikacja w czasopismach wymienionych w wykazie ministra MNiSzW (część A)
Punkty MNiSW: 140

Pełny tekstPełny tekst     DOI LogoDOI    
Słowa kluczowe:

układ zapłonowy  cewka  sprzężenie magnetyczne ułamkowego rzędu  pojazd  wyładowanie iskrowe 

Keywords:

ignition system  coil  fractional-order magnetic coupling  vehicle  spark discharge 


Streszczenie:

W pracy przedstawiono badania oraz analizę dynamiki układów generujących wysokie napięcia. Obiektem badań jest układ zapłonowy modelowany zespołem dwóch cewek indukcyjnych z otwartym rdzeniem ferromagnetycznym stanowiących cewkę zapłonową. Istotą badań jest zastosowanie sprzężenia magnetycznego niecałkowitego rzędu pozwalającego uwzględnić w modelu nieidealność cewek oraz łącznika realizującego punkt zapłonu. Zamieszczono wyniki analizy teoretycznej popartej wynikami symulacji cyfrowych. Przeprowadzone badania eksperymentalne potwierdzają celowość prowadzonych analiz oraz możliwość modelowania obiektów rzeczywistych obwodami z elementami niecałkowitego rzędu.



Abstract:

This paper discusses the research and analysis of the dynamics of high-voltage generating systems. The test subject is an ignition system modelled by a set of two induction coils with an open ferromagnetic core that constitutes an ignition coil. The essence of the tests involved the application of magnetic coupling of the fractional order that enabled taking into account the non-idealities of the coils and the connector that implements the ignition point. The paper contains the results of a theoretical analysis, supported by digital simulations. The conducted experiments confirm the purposefulness of the conducted analyses and the possibility of modeling real objects based on circuits with fractional-order elements.


B   I   B   L   I   O   G   R   A   F   I   A
1. Nowakowski,W. Układy Impulsowe WKiŁ:Warszawa, Poland, 1982.
2. Hosseini, S.M. The Operation and Model of UPQC in Voltage Sag Mitigation Using EMTP by Direct Method. Emerg. Sci. J. 2018, 2, 148–156.
3. Parsa, N. Khajouei, G. Masigol, M. Hasheminejad, H. Moheb, A. Application of electrodialysis process for reduction of electrical conductivity and COD of water contaminated by composting leachate. Civ. Eng. J. 2018, 4, 1034.
4. Yu, S. Tan, Q. Ives, M. Liu, M. Li, L. Chen, X. Zheng, M. Parametric Analysis of Ignition Circuit Components on Spark Discharge
5. Stevenson, R.C. Palma, R. Yang, C.S. Park, S.K. Mi, C. Comprehensive Modeling of Automotive Ignition Systems SAE Technical Paper 2007-01-1589 Visteon/ACH-LLC, CAE, University of Michigan: Dearborn, MI, USA, 2007.
6. Qisong, W. Yongping, Z. Song, L. Zhiwei, Z. Research on Energy Simulation Model for Vehicle Ignition System. In Proceedings of the IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), Harbin, China, 3–5 September 2008.
7. Altronic Inc. Advanced Digital Ignition System for Industrial Engines Altronic CPU-95: Girard, OH, USA, 1996.
8. Wang, Q. Zheng, Y. Yu, J. Jia, J. Circuit model and parasitic parameter extraction of the spark plug in the ignition system. Turk. J. Electr. Eng. Comput. Sci. 2012, 20, 2012.
9. Sosnowski, M. Modelowanie i Analiza Przebiegu Wyładowania Iskrowego w Silniku z ZapłonemWymuszonym. Ph.D. Thesis, Akademia Jana Dlugosza w Czestochowie, January 2008.
10. Coopmans, C. Petras, I. Analogue fractional-order generalized memristive devices. In Proceedings of the ASME 2009 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference IDETC/CIE, San Diego, CA, USA, 30 August–2 September 2009.
11. Fouda, M.E. Radwan, A.G. Fractional-order memristor Response under DC and Periodic Signals. Circuits Syst. Signal Processing 2015, 34, 961–970.
12. Jalloul, A. Jelassi, K. Melchior, R. Trigeassou, J.-C. Fractional modelling of rotor skin effect in induction machines. In Proceedings of the 4th IFACWorkshop Fractional Differentiation and its Applications, Badajoz, Spain, 18–20 July 2013.
13. Soltan, A. Radwan, A.G. Soliman, A.M. Fractional-order mutual inductance: Analysis and design. Int. J. Circuit Appl. 2016, 44, 85–97.
14. Różowicz, S. Zawadzki, A. Włodarczyk, M. Wachta, H. Baran, K. Properties of fractional-order magnetic coupling. Energies 2020, 13, 1539.
15. Jesus, I.S. Machado, J.T.M. Application of Integer and Fractional Models in Electrochemical Systems. In Mathematical Problems in Engineering Hindawi Publishing Corporation: London, UK, 2012.
16. Martin, R. Quintana, J.J. Ramos, A. de la Nuez, I. Modeling electrochemical double layer capacitor, from classical to fractional impedance. Conf. Pap. J. Comput. Nonlinear Dyn. 2008, 3, 61–66.
17. Radwan, A.G. Fouda, M.E. On the Mathematical Modeling of Memristor, Memcapacitor, and Meminductor Springer International Publishing: Cham, Switzerland, 2015.
18. Petras, I. Chen, Y.Q. Fractional-Order Circuit Elements with Memory. In Proceedings of the 13th International Carpathian Control Conference (ICCC), High Tatras, Slovakia, 28–31 May 2012.
19. Włodarczyk, M. Zawadzki, A. Connecting a Capacitor to Direct Voltage in Aspect of Fractional Degree Derivatives. Przegląd Elektrotechniczny 2009, 85, 120–122. (In Polish)
20. Podlubny, I. Fractional Calculus: Methods for Applications XXXVII Summer School on Mathematical Physics: Ravello, Italy, 2012. Energies 2022, 15, 337 14 of 14
21. Oldham, K.B. Spanier, J. The Fractional Calculus: Theory and applications of differentiation and integration to arbitrary order. In Mathematics in Science and Engineering Academic Press: New York, NY, USA, 1974.
22. Podlubny, I. Fractional Differential Equations Academic Press: San Diego, CA, USA, 1999.
23. Caputo, M. Linear Models of Dissipation Whose Q Is Almost Frequency Independent-II. Geophys. J. R. Astron. Soc. 1967, 13, 529–539.
24. Carlson, G. Halijak, C. Approximation of fractional capacitors (1/s)ˆ(1/n) by a regular newton process. IEEE Trans. Circuit Theory 1964, 11, 210–213.
25. Oustaloup, A. Levron, F. Mathieu, B. Nanot, F.M. Frequency-band complex noninteger differentiator: Characterization and synthesis. IEEE Trans. Circuits Syst. I Fundam. Theory Appl. 2000, 47, 25–39.
26. Krishna, B.T. Studies on fractional order differentiators and integrators: A survey. Signal Processing 2011, 91, 386–426.
27. Różowicz, S. Tofil, S.Z. The influence of impurities on the operation of selected fuel ignition systems in combustion engines. Archives of Electrical Engineering. 2016, 65, 349–360.
28. Singh, S.N. Chandler, P. Schumacher, C. Banda, S. Pachter, M. Adaptive feedback linearizing nonlinear close formation control of UAVs. Proceeding of the 2000 American Control Conference, Chicago, IL, USA, 28–30 June 2000 pp. 854–858.
29. Zawadzki, A. Włodarczyk, M. CFE Method—Quality Analysis of The Approximation of Reverse Laplace Transform Of Fractional Order. Prace Naukowe Politechniki śląskiej. (in Polish). Elektryka 2017, 3–4, 243–244. (In Polish)
30. Różowicz, S. The effect of different ignition cables on spark plug durability. In Przegla˛d Elektrotechniczny Wydawnictwo SIGMA: Warszawa, Poland, 2018 Volume 94, pp. 191–195. (In Polish)
31. Różowicz, S. Use of the mathematical model of the ignition system to analyze the spark discharge, including the destruction of spark plug electrodes. In Proceedings of the 18th International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronic Engineering (ISEF), Lodz, Poland, 14–16 September 2017.
32. Różowicz, S. Zawadzki, A. Experimental verification of signal propagation in automotive ignition cables modelled with distributed parameter circuit. Arch. Electr. Eng. 2019, 68, 667–675.
33. Różowicz, S. Voltage modelling in ignition coil using magnetic coupling of fractional order. Arch. Electr. Eng. 2019, 68, 227–235.
34. Zawadzki, A. Różowicz, S. Application of input-state of the system transformation for linearization of selected electrical circuits. J. Electr. Eng.-Elektrotechnicky Casopism 2016, 67, 199–205.
35. Zawadzki, A. Różowicz, S. Application of input—State of the system transformation for linearization of some nonlinear generators. Int. J. Control. Autom. Syst. 2015, 13, 1–8.
36. Szcześniak, A. Myczuda, Z. A method of charge accumulation in the logarithmic analog-to-digital converter with a successive approximation. Przegla˛d Elektrotechniczny 2010, 86, 336–340. (In Polish)

POWRÓT
Strona główna > Publikacje