中低速大功率柴油機(jī)SCR嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、船舶柴油機(jī)尾氣排放帶來(lái)的污染問(wèn)題隨著海上運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展變得越來(lái)越嚴(yán)重，針對(duì)減少船舶污染的制定的 TierIII標(biāo)準(zhǔn)將從2016年起強(qiáng)制施行。因此選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction）技術(shù)作為最經(jīng)濟(jì)有效的排氣后處理技術(shù)日益成為各國(guó)研究機(jī)構(gòu)和船舶柴油機(jī)制造廠商研究的熱點(diǎn)。本文根據(jù)船用柴油機(jī) SCR系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用模塊化設(shè)計(jì)思想對(duì)中低速大功率柴油機(jī)SCR嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)展開(kāi)了研究工作，主要工作包括以下

2、幾方面：
　　首先，詳細(xì)分析了 SCR催化轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)過(guò)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(dòng)態(tài)特性的微分方程，通過(guò)合理簡(jiǎn)化，得到SCR系統(tǒng)催化器的數(shù)學(xué)模型。
　　然后，在綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)設(shè)計(jì)資料并進(jìn)行廣泛調(diào)查研究之后，完成了船舶柴油機(jī)SCR嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并且以中低速船舶柴油機(jī)的SCR系統(tǒng)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)了針對(duì)船舶柴油機(jī)的還原劑噴量開(kāi)環(huán)前饋控制策略和模型預(yù)測(cè)閉環(huán)控制策略。前饋控制器采用原機(jī)NOx排放量標(biāo)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(biāo)來(lái)計(jì)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(yù)測(cè)控制策略通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況參數(shù)進(jìn)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(guò)數(shù)字仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了前饋控制策略和模型預(yù)測(cè)控制策