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基于AMESim/Simulink的柴油机SCR系统控制策略研究
| 论文题名： | 基于AMESim/Simulink的柴油机SCR系统控制策略研究 |
| 关键词： | AMESim/Simulink软件;汽车柴油机;SCR系统;控制策略 |
| 摘要： | 环境污染问题是当前全球的热点话题，汽车作为主要“贡献者”受到了密切的关注，随着更加严苛排放法规的出台，对汽车排放控制技术提出了更高的要求。在控制柴油机 NOx排放技术上，选择性催化还原（SCR）技术由于适合我国国情，已成为主流的技术路线。尿素喷射控制策略的优劣直接影响 SCR系统的催化性能，因而本文通过 SCR催化器模型搭建、模型试验验证、控制策略设计和控制模型验证四步实现控制策略的设计和验证，对尿素喷射控制策略进行了深入研究。 利用AMESim软件的可视化建模优势，在AMESim里搭建了一维SCR系统模型。通过 AMESim和 Simulink的交互接口实现两个软件的联合仿真，使得Simulink里的控制器能够控制AMESim里的SCR系统模型，实现两个软件的优势互补。 通过与催化器下游的NOx和 NH3试验值进行对比来验证 SCR模型的精确性，验证过程包括稳态和瞬态测试，验证结果表明ESC工况模型误差在5％以内，ETC工况模型误差在10%以内，满足控制模型的设计要求。为消除NOx传感器对 NH3的交叉敏感性，引用扩展卡曼滤波方法对传感器信号进行处理，离线验证结果表明NOx传感器误差可以控制在5%以内。 通过NOx原排、转化效率MAP、储氨修正和起喷控制等确定开环控制策略，基于该开环控制，设计以催化器下游氨氮比控制目标的模糊自适应PI控制策略，对开环尿素喷射量进行修正。 将开环控制和模糊PI控制策略同时作用于SCR模型，对比ESC和ETC测试结果，测试结果表明：ESC测试时，模糊PI和开环控制效果相差不大，转化效率均超过80%；ETC测试时，模糊PI控制效果明显优于开环控制，转化效率提高13%且NH3泄漏量更低，NOx比排放1.62g/kWh，NH3泄漏量7.2ppm，满足国Ⅴ排放。为应对未来排放法规的低温测试循环，将模糊 PI控制策略进行热启动WHTC测试，测试结果表明NOx排放能够满足国Ⅴ排放法规，但存在NH3泄漏过大等问题，因此指出了几个改善方向。 |
| 作者： | 丁伟 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 李顶根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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