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

基于非线性模型预测控制的两核尿素SCR系统排放控制方法基于非线性模型预测控制的两核尿素选择性催化还原（SCR）系统排放控制方法摘要： 本论文研究了基于非线性模型预测控制（NMPC）的两核尿素选择性催化

SCR 基于非线性模型预测控制的两核尿素系统排放控制方 法 基于非线性模型预测控制的两核尿素选择性催化还原（SCR）系统排放控制方法 摘要：本论文研究了基于非线性模型预测控制（NMPC）的两核尿素选择性催化还原 （SCR）系统排放控制方法。首先，建立了SCR系统的非线性动力学模型，并将其线 性化得到线性模型。然后，使用非线性模型预测控制方法对SCR系统的尿素喷射量进 行控制，通过优化算法得到最优的控制策略，以实现最佳的排放控制效果。实验结果 表明，基于非线性模型预测控制的方法可以有效地改善SCR系统的排放控制性能，降 低氮氧化物（NOx）和氨（NH3）的排放浓度。 关键词：非线性模型预测控制；两核尿素SCR系统；排放控制 1.引言 尿素选择性催化还原（SCR）技术是目前公路柴油机尾气排放控制中最常用的技术之 一。它通过在尾气中加入适量的尿素溶液，利用SCR催化剂将废气中的氮氧化物 （NOx）和氨（NH3）转化为氮气和水，并实现废气的净化。为了实现最佳的排放控 制效果，对SCR系统的尿素喷射量进行精确的控制非常重要。然而，SCR系统的非线 性动力学特性使得传统的线性控制方法无法满足要求，因此需要基于非线性模型预测 控制方法进行控制。 2.SCR系统的建模 为了实现对SCR系统的控制，需要首先建立其数学模型。该模型将描述SCR系统的 动力学行为和关键参数之间的关系。SCR系统的非线性动力学模型可以通过基于化学 反应动力学和传热传质方程的物理原理推导得到。根据SCR系统的物理特性和实验数 据，可以将其动力学行为建模为非线性方程组。然后，可以通过线性化方法将非线性 模型转化为线性模型，以便后续的控制设计。 3.非线性模型预测控制方法 非线性模型预测控制（NMPC）是一种先进的控制方法，适用于非线性系统的控制。 它将系统的非线性动力学模型作为预测模型，并使用优化算法来求解最优的控制策 略。在每个采样周期内，NMPC方法通过采集系统状态和测量值来更新预测模型，并 根据最优化算法求解当前时刻的最优控制策略。然后，利用最优控制策略来更新控制 器输出并实施控制。在SCR系统中，NMPC方法可以用于控制尿素喷射量，以实现对