發(fā)布時(shí)間：2017-09-10 17:42

  本文關(guān)鍵詞：固體SCR控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 固體SCR電控系統(tǒng) MC9S12DP256 控制策略 硬件電路

【摘要】：目前尿素選擇性催化還原（Urea-SCR）技術(shù)被認(rèn)為是最有前途的柴油機(jī)NOX排放控制措施之一，并且已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。然而Urea-SCR系統(tǒng)仍然存在一些問題，，其中最主要的就是低溫環(huán)境下尿素容易結(jié)晶甚至結(jié)冰，并且轉(zhuǎn)化效率較低。為解決這些問題，本文采用固體SCR系統(tǒng)直接向尾氣管中噴入氨氣，避免了尿素結(jié)晶、結(jié)冰的問題，并且提高了SCR系統(tǒng)的低溫轉(zhuǎn)化效率。 本文借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的控制系統(tǒng)開發(fā)方案，分析了柴油機(jī)固體SCR電控系統(tǒng)工作原理和功能需求，提出了一套完整的系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案，并搭建了基于FreescaleMC9S12DP256微控制器的柴油機(jī)固體SCR電控平臺(tái)。本文所做的工作主要有： 1、本文分析了固體SCR電控系統(tǒng)的工作原理和功能需求，并制定了SCR電控系統(tǒng)控制策略，即根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷查詢氨氣噴射穩(wěn)態(tài)MAP圖來計(jì)算氨氣的基本噴射量，然后根據(jù)催化劑溫度變化和催化劑儲(chǔ)氨模型對氨氣基本噴射量進(jìn)行修正，最后控制噴嘴進(jìn)行氨氣定量噴射。 2、利用MC9S12DP256微控制器內(nèi)部自帶的外設(shè)資源完成了固體SCR控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)。硬件電路不僅包括時(shí)鐘電路、電源電路和A/D轉(zhuǎn)換電路等單片機(jī)基本電路還針對固體SCR電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)了噴嘴驅(qū)動(dòng)電路、測溫電路、串口通訊電路和CAN總線通訊電路。 3、設(shè)計(jì)了基于Matlab/Simulink的固體SCR控制算法，并進(jìn)行了在線優(yōu)化。通過RTW工具箱配置生成適合MC9S12DP256微控制器的C代碼，并將其導(dǎo)入基于Code Warrior的主函數(shù)目標(biāo)工程區(qū)，完成程序的調(diào)試與編譯，并下載到單片機(jī)中。 4、采用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備搭建固體SCR電控系統(tǒng)測試臺(tái)架，在ESC測試循環(huán)工況下對所設(shè)計(jì)的固體SCR電控系統(tǒng)進(jìn)行了測試驗(yàn)證。測試結(jié)果表明：在ESC循環(huán)工況下，本控制系統(tǒng)對氨氣噴射量的控制性能滿足要求。
【關(guān)鍵詞】：固體SCR電控系統(tǒng) MC9S12DP256 控制策略 硬件電路
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK423
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 柴油機(jī)污染物生成機(jī)理及控制策略12-16
• 1.2.1 柴油機(jī)顆粒物 PM 生成機(jī)理12-13
• 1.2.2 氮氧化物（NOx）的生成機(jī)理13-14
• 1.2.3 顆粒物排放控制技術(shù)14-15
• 1.2.4 氮氧化物排放控制技術(shù)15-16
• 1.3 SCR 控制策略研究16-23
• 1.3.1 SCR 控制策略現(xiàn)狀16-17
• 1.3.2 基于脈譜圖的開環(huán)控制策略17-18
• 1.3.3 基于 NOx 傳感器的閉環(huán)控制策略18-20
• 1.3.4 基于氨存儲(chǔ)特性及氨泄漏控制策略20-23
• 1.4 車用 SCR 技術(shù)研究現(xiàn)狀23-25
• 1.4.1 國外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀23-24
• 1.4.2 國內(nèi)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀24-25
• 1.5 課題的提出及本文主要研究內(nèi)容25-27
• 1.5.1 課題的提出25-26
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容26-27
• 第二章 SCR 電控系統(tǒng)原理特性分析及方案設(shè)計(jì)27-33
• 2.1 SCR 電控系統(tǒng)原理分析27-28
• 2.1.1 SCR 電控系統(tǒng)的組成27-28
• 2.1.2 SCR 電控系統(tǒng)的工作原理28
• 2.1.3 SCR 降低 NOx 的主要化學(xué)反應(yīng)28
• 2.2 柴油機(jī) NH3-SCR 特性臺(tái)架試驗(yàn)研究28-31
• 2.2.1 柴油機(jī) NOx 原機(jī)排放28-29
• 2.2.2 氨氣噴射量對催化劑的影響29-30
• 2.2.3 催化劑最大轉(zhuǎn)化效率 MAP 制定30-31
• 2.3 SCR 電控系統(tǒng)平臺(tái)的功能需求分析31
• 2.4 SCR 電控系統(tǒng)平臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)31-32
• 2.4.1 硬件設(shè)計(jì)要求31-32
• 2.4.2 軟件設(shè)計(jì)要求32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 固體 SCR 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)33-44
• 3.1 ECU 選型原則及相關(guān)技術(shù)資料33
• 3.2 控制器的硬件功能33-34
• 3.3 單片機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)34-40
• 3.3.1 復(fù)位電路設(shè)計(jì)34-35
• 3.3.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)35-36
• 3.3.3 電源電路設(shè)計(jì)36
• 3.3.4 D/A 電路設(shè)計(jì)36-38
• 3.3.5 測溫電路設(shè)計(jì)38
• 3.3.6 噴嘴驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)38-39
• 3.3.7 RS232 串口通訊電路設(shè)計(jì)39-40
• 3.4 CAN 通訊電路設(shè)計(jì)40-42
• 3.4.1 MSCAN12 模塊及特點(diǎn)40-41
• 3.4.2 CAN 通訊電路設(shè)計(jì)41-42
• 3.5 控制器的硬件抗干擾措施42-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第四章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)44-53
• 4.1 控制策略設(shè)計(jì)44-47
• 4.1.1 基于 Matlab/Simulink 的控制算法模塊搭建44-46
• 4.1.2 控制模塊軟件在環(huán)仿真46-47
• 4.2 自動(dòng)代碼生成47-49
• 4.2.1 基于 RTW 工具箱的自動(dòng)代碼生成47-48
• 4.2.2 基于 Code Warrior 的底層程序設(shè)計(jì)48-49
• 4.3 控制系統(tǒng)程序整體流程圖49-50
• 4.4 CAN 通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第五章 SCR 控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證53-63
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備說明53-57
• 5.1.1 Dynas3 HT 系列- HT350 測功機(jī)53-54
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)54-55
• 5.1.3 SCR 催化劑55
• 5.1.4 燃料及還原劑55
• 5.1.5 氨氣儲(chǔ)存和噴射控制單元55-56
• 5.1.6 上位機(jī)控制軟件56-57
• 5.1.7 主要測試設(shè)備57
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)57-61
• 5.2.1 NOx 轉(zhuǎn)化效率計(jì)算57-58
• 5.2.2 ESC 測試工況設(shè)計(jì)58-59
• 5.2.3 ETC 測試工況設(shè)計(jì)59-61
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析61-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 全文總結(jié)63
• 6.2 未來工作展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單68-69
• 致謝69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李長文,趙長祿,孫業(yè)保,黃英,張付軍;基于Matlab/Simulink及RTW的柴油機(jī)穩(wěn)態(tài)建模與仿真[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2004年04期

2 劉波瀾,黃英,張付軍,郝利君,葛蘊(yùn)珊,孫業(yè)保;汽油機(jī)電控單元的電磁兼容性設(shè)計(jì)[J];車用發(fā)動(dòng)機(jī);2002年03期

3 姜磊;葛蘊(yùn)珊;Asad Naeem Shah;譚建偉;;3D Simulation Research on Urea-SCR DeNO_x Catalyst for Diesel Engine[J];Journal of Beijing Institute of Technology;2009年04期

4 邱英杰;賀文東;;基于高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的SCR處理系統(tǒng)[J];環(huán)境工程;2010年04期

5 賀泓;翁端;資新運(yùn);;柴油車尾氣排放污染控制技術(shù)綜述[J];環(huán)境科學(xué);2007年06期

6 王務(wù)林;楊建軍;麥華志;馬杰;栗國;劉全周;汪春華;;應(yīng)用SCR后處理實(shí)現(xiàn)車用柴油機(jī)國IV排放[J];科技導(dǎo)報(bào);2010年11期

7 姜磊;葛蘊(yùn)珊;丁焰;劉志華;譚建偉;尤可為;;柴油機(jī)尿素SCR系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)特性研究[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2010年06期

8 胡靜;趙彥光;陳婷;陳鎮(zhèn);張?jiān)讫?帥石金;王建昕;;重型柴油機(jī)SCR后處理系統(tǒng)尿素噴射電子控制單元開發(fā)[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2011年01期

9 馬國勝;譚祖健;;SCR在國內(nèi)的應(yīng)用與展望[J];內(nèi)燃機(jī);2008年03期

10 葛林,周文華,徐航;CAN通信網(wǎng)絡(luò)在汽車中的應(yīng)用研究[J];汽車技術(shù);2000年11期

本文編號(hào)：825724