中低速大功率柴油機SCR嵌入式控制系統(tǒng)設計研究.pdf

1、船舶柴油機尾氣排放帶來的污染問題隨著海上運輸?shù)母咚侔l(fā)展變得越來越嚴重，針對減少船舶污染的制定的 TierIII標準將從2016年起強制施行。因此選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction）技術(shù)作為最經(jīng)濟有效的排氣后處理技術(shù)日益成為各國研究機構(gòu)和船舶柴油機制造廠商研究的熱點。本文根據(jù)船用柴油機 SCR系統(tǒng)的特點，采用模塊化設計思想對中低速大功率柴油機SCR嵌入式控制系統(tǒng)的設計展開了研究工作，主要工作包括以下

2、幾方面：
　　首先，詳細分析了 SCR催化轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的化學反應過程，基于質(zhì)量和能量守恒定律建立了描述SCR系統(tǒng)催化器動態(tài)特性的微分方程，通過合理簡化，得到SCR系統(tǒng)催化器的數(shù)學模型。
　　然后，在綜合國內(nèi)外相關設計資料并進行廣泛調(diào)查研究之后，完成了船舶柴油機SCR嵌入式控制系統(tǒng)的設計方案，并且以中低速船舶柴油機的SCR系統(tǒng)為研究對象，設計了SCR嵌入式控制系統(tǒng)的硬件和軟件系統(tǒng)，并且完成了SCR嵌入式控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)的制作。

3、
　　其次，設計了針對船舶柴油機的還原劑噴量開環(huán)前饋控制策略和模型預測閉環(huán)控制策略。前饋控制器采用原機NOx排放量標定催化器下游NH3泄漏期望值，并以下游NH3濃度作為控制目標來計算還原劑的需求量，能夠在NH3泄漏限值內(nèi)有較高的NOx轉(zhuǎn)換效率；模型預測控制策略通過實時監(jiān)測發(fā)動機的工況參數(shù)進行在線優(yōu)化與控制，有效減輕了NH3泄漏量，大大改善系統(tǒng)的控制精度和魯棒性能。
　　最后，通過數(shù)字仿真試驗驗證了前饋控制策略和模型預測控制策