基于“三步法”的柴油机urea-SCR系统控制设计

为了同时实现较高的NOx转化率和较低的氨逃逸,提出了一种新颖的面向控制的urea-SCR模型,基于三步非线性控制方法——'三步法'设计了控制器。该控制器能够调节时变参数的非线性系统,跟踪理想的氨覆盖率目标。针对测量噪声和系统的不确定性,研究分析了该闭环系统的稳定性。研究基于精确enDYNA模型,在FTP75瞬态测试循环条件下,与蒙特卡罗随机参数法选取的最优PID控制器对比表明,所提出的控制策略具有很大优势。

基于三步法—船舶二级脱硝系统的控制设计

选择性催化还原(SCR)是一种被广泛应用于船舶柴油机尾气排放NO_(x)的后处理技术,但SCR脱硝系统具有大惯性、非线性以及不确定性的特点,使得常规控制方案不能较好地实现SCR脱硝系统的控制。以船舶柴油机的SCR脱硝系统为研究对象,搭建船舶二级脱硝系统模型,并设计三步法非线性控制器来跟踪氨覆盖率目标值;分析经济、标准、超载等3种工况下的脱硝率和氨逃逸量。结果表明:基于提出的三步法—船舶二级脱硝控制器,可进一步提高脱硝率、降低氨逃逸量。

液压混动系统泵排量控制研究

针对闭式液压回路中变量泵排量控制方法精度较低的问题展开研究,基于泵控系统中伺服阀的脉宽调制(PWM)控制,推导出占空比信号与变量泵排量的线性关系,在AMESim软件平台上搭建了泵控系统仿真模型,并基于试验测试数据对模型进行校核,基于泵控系统模型提出了PID反馈控制、前馈+反馈控制和三步法控制的泵排量控制方法,并进行测试对比分析.仿真结果表明,三步法控制在动态响应及快速稳定方面优于PID反馈控制,相比于前馈+反馈控制,采用三步法控制的泵排量动态响应误差减少了35.5%.

低速巡航工况非线性车速跟踪控制

电控机械式自动变速器(AMT)车辆在车速较低时,其跟车巡航控制的性能对于车辆安全有重要影响,为此,提出三步法控制策略对离合器滑差进行精确控制,从而确保AMT车辆在低速巡航工况下的车速跟踪性能。三步法控制利用参考跟踪轨迹的前馈信息和车辆速度的反馈信息,控制器推导过程中采用李雅普诺夫函数法,以保证控制系统的渐近稳定性。仿真和实车试验结果表明,采用所提出的三步法控制策略,可使AMT车辆在各种工况下均能保持良好的速度跟踪性能。

低速巡航中车辆离合器转速跟踪控制技术

为提高离合器控制性能,研究低速巡航中AMT车辆离合器转速跟踪控制技术。基于AMT车辆动力传动系统的动力学特性,构建动力系统和整车运动的数学模型。简化AMT传动系统,提出低速巡航中的离合器控制要求,设计三步法控制器。通过Lyapunov函数分析控制算法的鲁棒性,通过实车试验对比验证所提方法。试验结果表明:对比PID控制法,无论是阶跃变速、正弦变速还是随机变速,无论是平道跟踪还是坡道跟踪,三步法控制策略在AMT低速巡航中均具有更优的跟踪效果和控制效果,响应时间更短,跟踪误差更小,延迟效果最低。

基于分层控制器的SCR系统滚动时域优化控制方法

为保证选择性催化还原(SCR)系统的转化效率并减少尿素消耗量,本文基于氨覆盖率设计了一种新颖的分层控制器,上层为模型预测控制(MPC)氨覆盖率优化控制器,实时优化计算得到的氨覆盖率目标值;下层为三步法非线性跟踪控制器,结合类稳态控制、参考前馈控制、变增益反馈控制跟踪参考目标。在仿真环境与原机电子控制单元(ECU)进行对比验证,分层控制器的关键指标均有所提升,氨逃逸下降超过85%,NO_(x)比排放下降27.4%,尿素消耗量降低5%。结果表明,本文提出的优化方法具有较强的应用价值。