粒子群优化模糊PID控制在SCR系统中的应用

SCR后处理系统是一种降低柴油机NOx排放的有效措施,针对某型号110kW船用柴油机,开展其控制策略研究。现在市场上普遍采用的是开环脉谱图或闭环PID控制,控制效果一般,标定工作量大,容易出现氨泄漏。模糊PID控制器可以改善系统的非线性,能够根据系统的偏差对PID进行调参,但模糊规则的制定,隶属度函数的选择都需要依赖专家经验。对此,提出了粒子群优化算法对模糊控制器的输入输出增益参数进行自优化,经过迭代寻优,找到适应度函数的最小值,确定参数。最终,通过Matlab仿真平台,根据化学反应与能量守恒,建立SCR系统模型,计算尿素喷射量,并对控制策略进行验证。比较控制效果,结果表明粒子群优化的模糊PID相比于经典控制策略能使系统达到更加优越的性能指标。

国五标准轻型柴油车SCR系统控制器的设计

随着国五排放标准在全国范围内实行,对柴油车后处理系统要求越来越严格。针对国五标准设计选择还原催化(SCR)系统控制器,主要的方法是研究SCR系统尿素喷射控制策略,在MATLAB/Simulink中建立SCR系统催化器模型以及开环控制系统模型,通过实验验证控制模型的准确性,并利用MATLAB/Simulink自动生成算法层代码;另外通过编写相关底层模块并移植其与算法层接合,实现SCR系统软件层的设计。最后将设计好的SCR控制器分别在欧洲测试稳态循环(ESC)和欧洲瞬态测试循环(ETC)下对装有SCR系统的柴油机进行测试。

基于非线性模型预测控制的两核尿素SCR系统排放控制方法

尿素SCR系统的控制目的是同时实现较高的NOx转化率和较低的氨逃逸,而这二者是互相矛盾的。针对该系统执行机构受限、化学反应非线性较强以及多目标排放约束优化等问题,本文建立了两核八自由度的SCR系统模型,并提出了一种基于非线性模型预测控制(NMPC)的尿素SCR系统排放控制方法。试验结果表明,控制器能够满足排放控制需求,对于瞬态工况变化引起的扰动有很好的抑制作用;并且对于尿素转化为氨的不确定性具有很好的鲁棒性。