發(fā)布時間：2020-11-06 06:07

　　 我國汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,汽車擁有量也急速上升,然而,汽車尾氣也造成了空氣污染。其中,微粒(PM)是柴油機排氣的主要污染物之一,容易對空氣、對人體健康造成巨大危害。柴油機微粒捕集器(DPF,Diesel Particulate Filter)是用于降低排氣微粒最有效的手段。當(dāng)DPF內(nèi)積累了一定量的PM,需要對其進行再生。而主動再生方式的關(guān)鍵技術(shù)在于DPF的碳載量估算,以及再生溫度控制。利用DPF臺架試驗的數(shù)據(jù),分析了穩(wěn)態(tài)工況下,DPF兩端壓差、排氣體積流量、以及碳載量之間的聯(lián)系,得到了碳煙加載特性。而在WHTC瞬態(tài)工況下,DPF兩端壓差呈現(xiàn)出一種快速波動的狀態(tài),并且碳載量越高,所對應(yīng)的DPF壓差越大�；跉饬髋c電流的相似性,以及對排氣進行流體力學(xué)的理論分析,建立了DPF等效電路模型。在MATLAB/Simulink軟件中搭建模型,并基于WHTC工況的試驗數(shù)據(jù),利用最小二乘法進行參數(shù)辨識,得到了參數(shù)與碳載量之間的關(guān)系,從而得到了WHTC工況下碳載量隨時間的變化結(jié)果。最終將DPF壓差的仿真值與試驗值進行對比,驗證了該模型的準(zhǔn)確性。使用雙卡爾曼濾波進行WHTC工況下的碳載量估算。利用傳感器測得的DPF兩端壓差、排氣體積流量和排氣溫度,能夠同時估計系統(tǒng)的狀態(tài)和參數(shù),再根據(jù)參數(shù)與碳載量之間的關(guān)系得到碳載量值。在仿真初始值準(zhǔn)確的情況下,當(dāng)達到4g/L的再生時機時,相對于試驗值,誤差為0.2g/L,即5%。在仿真的初始值不準(zhǔn)確的情況下,低、中碳載量下所需的收斂時間為500s左右,高碳載量下所需的收斂時間為900s左右。使用雙H無窮濾波進行WHTC工況下的碳載量估算。該方法與雙卡爾曼濾波最大的不同點在于對于模型精度要求不高、不要求噪聲的統(tǒng)計特性已知、以及能夠最小化最大誤差,這些特性使得雙H無窮濾波更具優(yōu)越性。在仿真初始值準(zhǔn)確的情況下,當(dāng)達到4g/L的再生時機時,相對于試驗值,誤差為0.16g/L,即4%。在仿真初始值不準(zhǔn)確的情況下,低碳載量下收斂速度快于雙卡爾曼濾波,中、高碳載量下所需的收斂時間與雙卡爾曼濾波相當(dāng)�？傮w體現(xiàn)出更高的魯棒性。當(dāng)DPF內(nèi)碳載量達到一定值,需要進行再生,主動再生要求排氣溫度達到微粒燃點。本文針對使用DOC的升溫系統(tǒng),進行了DPF主動再生起燃溫度的控制。使用反饋線性化控制,控制DOC入口的噴油濃度,使DOC出口排氣溫度達到了650℃,得到在DOC入口溫度為250℃,空速為60000h-1的工況下,穩(wěn)定后,DOC入口噴油濃度為1950至2000ppm左右,并且DOC出口的濃度為200ppm,不造成二次污染。
【學(xué)位單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK421.5
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 柴油機的應(yīng)用現(xiàn)狀及其排放
    1.2 柴油機排放法規(guī)的發(fā)展
    1.3 柴油機排放控制技術(shù)路線
    1.4 柴油機微粒捕集器簡介
    1.5 碳載量估算研究現(xiàn)狀
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
        1.6.1 研究目標(biāo)
        1.6.2 研究內(nèi)容
        1.6.3 研究方法及技術(shù)路線
        1.6.4 創(chuàng)新性
第2章 試驗分析
    2.1 試驗系統(tǒng)
    2.2 試驗數(shù)據(jù)分析
第3章 建模及參數(shù)辨識
    3.1 等效電路模型的建立
    3.2 模型參數(shù)辨識
    3.3 本章小結(jié)
第4章 雙卡爾曼濾波碳載量估算
    4.1 雙卡爾曼濾波估算推導(dǎo)
    4.2 雙卡爾曼濾波試驗驗證
    4.3 本章小結(jié)
第5章 雙H無窮濾波碳載量估算
    5.1 雙H無窮濾波估算推導(dǎo)
    5.2 雙H無窮濾波試驗驗證
    5.3 兩種方法對比
    5.4 本章小結(jié)
第6章 DPF主動再生起燃溫度控制
    6.1 系統(tǒng)模型的建立
    6.2 反饋線性化控制
    6.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 唐蛟;李國祥;王志堅;郭圣剛;張軍;陶建忠;;DPF碳載量模型的建立及試驗[J];內(nèi)燃機學(xué)報;2015年01期

2 張勇剛;黃玉龍;李寧;李雷雷;;基于非線性映射的自適應(yīng)混合Kalman/H_∞濾波器[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2013年09期

3 萬桂芹;秦肖肖;;DPF再生技術(shù)的分析和研究[J];輕型汽車技術(shù);2013年03期

4 楊新興;馮麗華;尉鵬;;大氣顆粒物PM2.5及其危害[J];前沿科學(xué);2012年01期

5 王建強;楊建軍;高繼東;馬杰;劉雙喜;高海洋;;柴油車尾氣排放控制技術(shù)進展[J];科技導(dǎo)報;2011年11期

6 資新運;郭猛超;張偉;姚廣濤;蔡強;;采用燃燒器+氧化催化器的柴油機微粒捕集器復(fù)合再生控制策略的研究[J];汽車工程;2010年01期

7 羅濤;索建軍;;柴油車微粒捕集器再生時機判斷方法研究[J];中國高新技術(shù)企業(yè);2009年21期

8 李國洪;吳靜臻;劉魯源;;基于RC等效電路的動力電池SOC估計算法[J];天津大學(xué)學(xué)報;2007年12期

9 李忠華;杜傳進;;柴油機微粒捕集器再生技術(shù)的分析和研究[J];柴油機;2006年06期

10 陶建武;陶軍;徐惠彬;;基于魯棒H_∞濾波器的雷達測速方法[J];計量學(xué)報;2006年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 姜大海;車用柴油機微粒捕集器噴油助燃復(fù)合再生技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2017年

2 王寫;基于H_∞濾波理論和多模型算法的機動目標(biāo)跟蹤研究[D];浙江大學(xué);2016年

3 唐蛟;基于熱管理的柴油機微粒及NO_x排放控制技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2015年

4 王丹;柴油機微粒捕集器及其再生技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 那日沙;混合動力電動汽車永磁同步電機弱磁控制的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 張軻;柴油機顆粒物捕集器及其再生系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2017年

2 閆明星;基于模型的柴油機微粒捕集器碳煙加載量估計研究[D];吉林大學(xué);2015年

3 曹東曉;重型柴油機碳煙捕集及主動再生特性的研究[D];清華大學(xué);2015年

4 馬晗清;柴油機微粒捕集器再生系統(tǒng)建模和控制策略研究[D];清華大學(xué);2013年

5 吁璇;柴油機噴油助燃再生微粒捕集器的設(shè)計與數(shù)值研究[D];湖南大學(xué);2010年

本文編號：2872752