CN108603417B - 用于混合动力装置的最佳性能的操作调度 - Google Patents

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Abstract

一种系统包括混合动力装置控制器，所述混合动力装置控制器被编程为接收代表混合动力装置的一个或多个操作参数的多个信号。所述混合动力装置包括至少一个燃气涡轮发动机、至少一个燃气发动机和至少一个催化剂系统。所述混合动力装置控制器被编程为使用闭环最佳控制基于针对所述混合动力装置的所述一个或多个操作参数生成一个或多个操作设定点，以优化所述混合动力装置的性能。所述混合动力装置控制器使用闭环最佳控制将所述一个或多个操作设定点提供至所述至少一个燃气涡轮发动机、所述至少一个燃气发动机和所述至少一个催化剂系统的相应控制器，从而控制所述燃气涡轮发动机、所述燃气发动机和所述催化剂系统的操作。

Description

用于混合动力装置的最佳性能的操作调度
背景技术
本说明书中公开的主题涉及混合动力装置(hybrid power plant)，更具体地，涉及混合动力装置的操作控制。
混合动力装置(例如包括诸如燃气发动机和燃气涡轮的内燃发动机的组合)使用不同资源的组合生成动力。这些资源可生成各种排放(例如，氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、氨气(NH3))。假如知道混合动力装置内的部件数目，则可以有改进混合动力装置的监测和操作以提高其效率的新方案。
发明内容
下文中概述了与最初要求保护的主题在范围上相当的某些实施例。这些实施例不旨在限制要求保护的主题的范围，相反，这些实施例旨在仅提供对主题的可能形式的简要概述。实际上，本主题可包含可与下文所阐述的实施例类似或不同的多种形式。
在第一实施例中，一种系统包括混合动力装置控制器，所述混合动力装置控制器被编程为接收代表混合动力装置的一个或多个操作参数的多个信号。所述混合动力装置包括至少一个燃气涡轮发动机、至少一个燃气发动机和至少一个催化剂系统，其中，所述混合动力装置控制器被编程为使用闭环最佳控制(closed-loop optimal control)基于针对所述混合动力装置的所述一个或多个操作参数生成一个或多个操作设定点(operationalsetpoints)，以优化所述混合动力装置的性能。所述混合动力装置控制器还使用闭环最佳控制将所述一个或多个操作设定点提供至所述至少一个燃气涡轮发动机、所述至少一个燃气发动机和所述至少一个催化剂系统的相应控制器，从而控制所述至少一个燃气涡轮发动机、所述至少一个燃气发动机和所述至少一个催化剂系统的操作。
在第二实施例中，一种系统包括混合动力装置，所述混合动力装置包括燃气涡轮机发动机、燃气发动机、以及催化剂系统。所述催化剂系统处理来自所述燃气涡轮发动机和所述燃气发动机两者的排放。所述催化剂系统包括氧化催化剂组件和选择性催化还原(SCR)催化剂组件。所述系统包括设置在所述混合动力装置各处的多个传感器，其中，所述多个传感器检测所述混合动力装置的多个操作参数。所述系统包括控制器，所述控制器联接到所述燃气涡轮发动机、所述燃气发动机和所述催化剂系统，其中，所述控制器被编程为从至少所述多个传感器接收代表所述多个操作参数的多个信号，以使用闭环最佳控制(closed-loop optimal control)基于所述混合动力装置的所述多个操作参数生成多个操作设定点(operational setpoints)，以优化所述混合动力装置的性能，并将所述多个操作设定点的相应操作设定点提供至所述燃气涡轮发动机、所述燃气发动机和所述催化剂系统的相应控制器，从而控制所述燃气涡轮发动机、所述燃气发动机和所述催化剂系统的操作。
在第三实施例中，一种方法包括操作具有燃气涡轮发动机、燃气发动机和催化剂系统的混合动力装置。所述方法包括：在处理器处接收代表所述混合动力装置的多个操作参数的多个信号；通过所述处理器使用闭环最佳控制基于所述多个操作参数生成多个操作设定点，以优化所述混合动力装置的性能；通过所述处理器将所述多个操作设定点的相应设定点提供至所述燃气涡轮发动机、所述燃气发动机和所述催化剂系统的相应控制器，以控制所述燃气涡轮发动机、所述燃气发动机和所述催化剂系统的操作；以及通过所述相应控制器在所述多个操作设定点的相应设定点，来操作所述燃气涡轮发动机、所述燃气发动机和所述催化剂系统。
附图说明
当参考附图阅读下面的具体实施方式时，本主题的这些和其它特征、方面和优点将变得更好了解，在所有图中相同的标记表示相同的部分，在附图中：
图1是针对混合动力装置的混合动力装置控制器的实施例的示意图；
图2是控制器(例如，电子控制单元(ECU))的实施例的框图；
图3是基于混合动力装置的操作参数生成操作设定点的控制器的功能操作的示意图；以及
图4是用于控制混合动力装置的操作的计算机实施方法的实施例的流程图。
具体实施方式
下文将描述本主题的一个或多个特定实施例。在努力提供这些实施例的简明描述的过程中，实际实施方案的所有特征可能并不都在说明书中进行描述。应了解，在如任何工程或设计项目的任何此类实际实施方案的开发过程中，众多针对实施方案的决定必须实现开发者的具体目标，例如遵守可能在各个实施方案之间变化的相关系统约束和相关商业约束。此外，应当理解的是，这种开发工作可能复杂且耗时，但是对于受益于本公开的普通技术人员来说，这仍是常规的设计、生产和制造工作。
在介绍本主题的各个实施例的元件时，冠词“一个(a/an)”、“所述(the/said)”旨在意指存在所述元件中的一个或多个元件。术语“包括”和“具有”旨在为包括性的并且意味着可能存在除了所列元件之外的额外元件。
本公开涉及使用闭环最佳控制以操作混合动力装置的系统和方法，使得对混合动力装置的各个设备至少部分地基于混合动力装置的操作参数设定操作设定点(例如，目标设定点)。混合动力装置可包括燃气涡轮发动机，燃气发动机，催化剂系统，联接到燃气涡轮发动机、燃气发动机和催化剂系统的控制器(例如，混合动力装置控制器)和设置在混合动力装置各处的多个传感器。控制器使用闭环最佳控制和动态调度器(dynamic scheduler)，对混合动力装置中的设备确定最佳操作设定点。例如，控制器可对催化剂系统、燃气发动机、燃气涡轮发动机或其任何组合生成最佳操作设定点(optimal operating setpoint)。控制器接收代表燃气涡轮发动机排放、燃气发动机排放和催化剂系统排放的输入。控制器还从燃气涡轮控制器、燃气发动机控制器和催化剂系统控制器接收输入。在一些实施例中，控制器可接收代表与燃气涡轮发动机关联的共振频率、其它混合动力装置条件或其组合的输入。动态调度器可调节用于优化混合动力装置的性能的最佳操作设定点，用于策略适应的基于模型的控制框架(例如，催化剂老化情形(catalyst aging scenario))、规章要求的符合性、成本节约等。例如，当要求电网需要的目标功率输出时，最佳操作设定点可被优化，以在其满负载(例如，最大功率)运行燃气发动机，同时涡轮可以部分负载运行，或者反之亦然。因此，燃气涡轮、燃气发动机和催化剂系统的操作设定点基于装置约束(例如，排放限制、燃料成本、维修成本)驱动燃气涡轮、燃气发动机和催化剂系统的每一个到最高效的操作点。
现在转到附图，图1是对于混合动力装置10的混合动力装置控制器12的实施例的示意图。混合动力装置10可包括燃气涡轮发动机14、燃气发动机16(例如，活塞发动机)和催化剂系统18。燃气涡轮发动机14、燃气发动机16和催化剂系统18各自可联接到控制器(例如，分别是燃气涡轮发动机控制器20、燃气发动机控制器22和催化剂系统控制器24)。如下面详细描述的，混合动力装置控制器12使用闭环最佳控制对燃气涡轮发动机14、燃气发动机16和催化剂系统18生成一个或多个操作设定点(例如，目标设定点)。混合动力装置控制器12可包括动态调度器(dynamic scheduler)以基于各个操作参数生成一个或多个操作设定点。
混合动力装置控制器12包括处理电路(例如处理器34)和存储器电路(例如存储器36)。处理器34可执行指令，以执行混合动力装置10的操作。燃气涡轮发动机控制器20、燃气发动机控制器22和催化剂系统控制器24各自还可包括处理电路和存储器电路。
混合动力装置控制器12可从设置在混合动力装置10各处的各个传感器26(例如，燃气涡轮传感器28、燃气发动机传感器30、催化剂系统传感器32)接收输入以生成操作设定点。操作设定点基于混合动力装置10的各个操作参数，以确定操作参数的优化集(optimized set)，从而修改各个混合动力装置10部件的控制。例如，混合动力装置控制器12可从设置在燃气涡轮发动机14的上游或下游的燃气涡轮传感器28接收输入。混合动力装置控制器12可接收代表燃气涡轮发动机14的共振频率(resonating frequencies)的输入。因此，混合动力装置控制器12可部分地基于降低共振频率生成燃气涡轮操作设定点40用以控制燃气涡轮发动机14的操作，共振频率可造成涡轮损坏、或者涡轮部件的早期磨损(premature wear)。混合动力装置控制器12可接收代表操作效率(例如，燃料消耗)的输入。混合动力装置控制器12可至少部分地基于操作效率生成燃气发动机操作设定点40，用以控制燃气涡轮发动机14的操作。例如，燃气涡轮操作设定点40可包括对于至少一个燃气涡轮发动机14的兆瓦信号。
除了从燃气涡轮传感器28接收的输入之外，混合动力装置控制器12还可从燃气发动机传感器30接收输入。混合动力装置控制器12可使用从设置在燃气发动机16的上游或下游的燃气发动机传感器30接收的输入至少部分地基于排放降低、燃气发动机16的期望操作效率或者两者来生成燃气发动机操作设定点42，用以控制燃气发动机16的操作。混合动力装置控制器12可至少部分地基于排放降低、燃气涡轮发动机14的期望操作效率或者两者生成燃气涡轮操作设定点40，用以控制燃气涡轮发动机14的操作。操作中，发动机(例如燃气涡轮发动机14、燃气发动机16)生成燃烧气体，燃烧气体用来将驱动力施加到发动机14、16的部件(例如一个或多个活塞或涡轮)。燃烧气体随后离开发动机14、16作为废气，废气包括各种排放(例如，NOx、一氧化碳(CO)、氨气(NH3)等)。混合动力装置控制器12可生成操作设定点以降低在发动机14、16的操作期间生成的排放，使其保持低于阈值水平。混合动力装置控制器12可通过平衡混合动力装置10的最大功率输出与可接受的排放水平，优化混合动力装置10的性能。
混合动力装置10还可包括催化剂系统18。催化剂系统18可联接到燃气涡轮发动机14、燃气发动机16或燃气涡轮发动机14或燃气发动机16两者。催化剂系统18可包括选择性催化剂还原(SCR)催化剂组件、氧化催化剂组件、任何其它适合的催化剂组件或其组合。另外，应当理解，本说明书中公开的实施例不局限于使用一个催化剂系统18，而是还可使用多个催化剂组件18。可使用催化剂系统18通过其催化活性处理由发动机14、16生成的排放。例如，通过气体还原剂(例如尿素)可还原NOx，生成N2、CO2和H2O，通过无水氨或氨水可还原NOx，生成N2和H2O。和无水氨或氨水可发生几个二次反应产生硫酸铵和硫酸氢氨。
混合动力装置控制器12可生成操作设定点，以优化催化剂系统18的控制。例如，混合动力装置控制器12可从设置在催化剂系统18的上游或下游的一个或多个催化剂传感器32接收输入。传感器催化剂传感器32可检测来自催化剂系统18的各种排放。混合动力装置控制器12可基于催化剂系统18的老化、期望的降低水平、操作温度等等生成催化剂操作设定点44。使用混合动力装置12的各个操作参数使混合动力装置控制器12通过使用闭环最佳控制优化动力装置10的性能。混合动力装置控制器12还可被编程以使用动态调度器基于如上面描述的各个操作参数生成操作设定点。混合动力装置控制器12还从混合动力装置10接收其它输入。例如，混合动力装置控制器12可使用关于燃气涡轮声学特性(例如，频率)的输入72以及对于混合动力装置10的其它操作参数的输入74或其组合。
混合动力装置控制器12还可使用从燃气涡轮发动机控制器20(例如，控制器输入66)、燃气发动机控制器22(例如，控制器输入68)和催化剂控制器24(例如，控制器输入70)接收的其它输入。例如，混合动力装置控制器12可使用来自燃气涡轮发动机控制器20、燃气发动机控制器22和催化剂控制器24的输入，以分别基于燃气涡轮发动机14、燃气发动机16和催化剂系统18的当前操作调节或优化操作设定点。为了调节混合动力装置10的操作以达到操作设定点，混合动力装置控制器12可生成一个或多个控制信号以生成操作设定点。例如，混合动力装置控制器12可生成燃气涡轮控制信号50。燃气涡轮控制信号50可包括对于燃气涡轮发动机14的兆瓦信号。混合动力装置控制器12可生成燃气发动机控制信号52。燃气发动机控制信号52可包括目标空气燃料比，以调节燃气发动机16要达到的操作参数。混合动力装置控制器12可生成催化剂控制信号54。催化剂控制信号54可包括注入到催化剂系统18中的还原剂的目标量。如上面描述的，控制信号50、52可部分地基于排放降低水平、期望的操作效率或其组合。
图2是控制器12(例如，电子控制单元(ECU))的实施例的框图。控制器12可包括燃气涡轮发动机控制器20、燃气发动机控制器22和/或催化剂控制器24。如上面描述的，混合动力装置控制器12通常至少部分地基于由传感器26接收的输入和燃气涡轮声学特性(例如，频率)和/或混合动力装置10的其它操作参数，来输出控制信号(例如，燃气涡轮控制信号50、燃气发动机控制信号52、催化剂控制信号54)。如上面描述的，由混合动力装置控制器12接收的输入可代表混合动力装置10的各个操作条件。输入可包括燃气涡轮14排放输入(例如，浓度、排放)、燃气发动机16排放输入(例如，浓度、排放)、催化剂系统18输入(例如，排气流温度)、燃气涡轮发动机控制器20输入、燃气发动机控制器22输入、催化剂控制器24输入、燃气涡轮声学输入特性或其任何组合。
控制器12包括存储在机器可读介质(例如存储器60)中并由处理器62(例如，多个微处理器、一个或多个“通用”微处理器、一个或多个专用微处理器、和/或电路、一些其它处理器配置)使用的实施本说明书中公开的技术的非暂态代码或指令。存储器60可存储各个表和/或模型(例如代表和/或模拟混合动力装置10、催化剂系统18和混合动力装置10的每个发动机14、16的各个方面的软件模型)。在某些实施例中，存储器60可以全部或部分地从控制器12中移除。控制器12从传感器和混合动力装置10的其它部件接收一个或多个输入信号(input1...inputn)(包括发动机输入)，并输出一个或多个输出信号(output1...outputn)。各个输入信号可包括发动机输出(例如，温度、流速)、排放浓度(例如NH3浓度)、催化剂系统的条件、来自燃气涡轮发动机的声学频率、或混合动力装置10的其它操作条件。输出信号可包括：燃气涡轮控制信号50，其使燃气涡轮发动机达到目标兆瓦值；燃气发动机控制信号52，其调节目标空气燃料比从而调节燃气发动机16；或催化剂控制信号54，其控制注入到催化剂系统18中的还原剂的量。控制信号50、52可部分地基于排放降低水平、期望的操作效率或其组合。控制器12可使用一个或多个类型的模型(例如，可由处理器执行的基于软件的模型)。例如，模型可包括统计模型，例如回归分析模型。可使用回归分析寻找能够在某个误差范围内对未来趋势建模的函数。可使用关联技术寻找变量之间的关系。同样，模型使用的数据可包括历史数据、经验数据、基于知识的数据等等。
图3是基于混合动力装置10的操作参数生成操作设定点50、52、54的控制器12的功能操作的示意图。控制器12从燃气涡轮发动机传感器28和燃气发动机传感器30接收代表来自发电机14、16的废气流的排放水平的信号。控制器12可从催化剂传感器32接收代表催化剂系统条件的信号。可以认识到，任何传感器28、30或32可分别设置在燃气涡轮发动机14、燃气发动机16或催化剂系统18的上游或下游。控制器12还从设置在混合动力装置10内的各个控制器接收输入。例如，控制器12可从燃气涡轮控制器20接收关于燃气涡轮14的操作的输入66。控制器12还可从燃气发动机控制器22接收关于燃气发动机16的操作的输入68。控制器12可从催化剂系统控制器24接收输入70。输入70可涉及催化剂系统老化、期望的排放降低水平或关于催化剂系统18的控制的任何其它条件。控制器12还接收燃气涡轮发动机14的共振频率的输入72和指示混合动力装置10的其它操作条件的输入74。
在示范性实施例中，控制器12可使用基于动力学的模型确定控制信号50、52、54，这些控制信号可输出以控制混合动力装置10的操作。如上面描述的，控制信号50、52、54可对燃气涡轮发动机14、燃气发动机16和催化剂系统18提供目标操作条件，使得混合动力装置10根据期望的操作效率操作。输出信号可包括燃气涡轮发动机14要达到目标兆瓦值、目标排放降低水平、目标操作效率或其组合的燃气涡轮控制信号50。燃气发动机控制信号52可调节为调节燃气发动机16的目标空气燃料比、目标排放降低水平、目标操作效率或其组合。催化剂控制信号54控制注入到催化剂系统18中的还原剂的量。在操作过程中的任何时间，操作员可中断如本说明书中描述的控制器12的自动控制序列，手动地改变操作参数，使其偏离由控制信号50、52、54生成的优化操作条件。
图4是用于控制混合动力装置10的操作的计算机实施方法80的实施例的流程图。方法80的全部或一些方面可由控制器12(例如，使用处理器62执行程序，访问存储在存储器60上的数据)执行。方法80包括接收(块82)燃气涡轮发动机排放输入，并接收(块84)燃气涡轮控制输入。方法80包括接收(块86)燃气发动机排放输入，并接收(块88)燃气发动机控制输入。方法80包括接收(块90)催化剂排放输入，并接收(块92)催化剂控制输入。方法80包括接收(块94)燃气涡轮声学特性输入，并接收(块96)其它输入。方法80包括通过使用接收的输入确定(块98)燃气涡轮发动机操作设定点，并确定对于燃气涡轮发动机的最佳操作条件。方法80包括通过使用接收的输入确定(块100)燃气发动机操作设定点，并确定对于燃气发动机的最佳操作条件。方法80包括通过使用接收的输入确定(块102)催化剂系统操作设定点，并确定对于催化剂系统的最佳操作条件。方法80包括使用模型生成操作设定点。方法80包括输出(块104)燃气涡轮发动机控制动作，输出(块106)燃气发动机控制动作，并输出(块108)催化剂系统控制动作。可以认识到，方法80可被全部实施或者方法80可被部分地实施。例如，在一些实施例中，可能期望只实施输出控制动作中的一些(例如，确定燃气涡轮设定点)，而不实施其它输出控制动作(例如，确定燃气发动机设定点)。
本主题的技术效果包括使用动态调度器(dynamic scheduler)和控制器确定对于混合动力装置中的设备的最佳操作设定点。控制器生成对于催化剂系统、燃气发动机、燃气涡轮发动机或其任何组合的最佳操作设定点。控制器接收代表燃气涡轮发动机排放、燃气发动机排放和催化剂系统排放的输入、来自燃气涡轮控制器的输入、来自燃气发动机控制器的输入以及来自催化剂系统控制器的输入。控制器可接收代表与燃气涡轮发动机关联的共振频率的输入、其它混合动力装置条件或其组合。
本说明书使用实例来公开包括最佳模式的本主题，并且还使所属领域的技术人员能实践本主题，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。主题的可获专利的范围由权利要求书界定，并且可以包括所属领域的技术人员所想到的其它实例。如果此类其它实例具有并非不同于权利要求书的字面措辞的结构要素，或如果它们包括与权利要求书的字面措辞无实质差异的等效结构要素，那么它们既定在权利要求范围内。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
混合动力装置控制器，所述混合动力装置控制器被编程为接收代表混合动力装置的一个或多个操作参数的多个信号，所述混合动力装置包括至少一个燃气涡轮发动机、至少一个活塞发动机和至少一个催化剂系统，其中所述一个或多个操作参数包括至少燃气涡轮动态特性，并且
其中，所述混合动力装置控制器被编程为使用闭环最佳控制基于针对所述混合动力装置的所述一个或多个操作参数生成一个或多个操作设定点，以控制所述混合动力装置的性能，并将所述一个或多个操作设定点提供至所述至少一个燃气涡轮发动机、所述至少一个活塞发动机和所述至少一个催化剂系统的相应控制器，从而控制所述至少一个燃气涡轮发动机、所述至少一个活塞发动机和所述至少一个催化剂系统的操作。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述混合动力装置控制器被编程为使用动态调度器基于所述一个或多个操作参数生成所述一个或多个操作设定点。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述混合动力装置控制器被编程为根据排放和效率控制所述混合动力装置的性能。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述混合动力装置控制器被编程为通过最大化所述混合动力装置的功率输出同时最小化从所述动力装置的排放，来优化所述混合动力装置的性能。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述混合动力装置控制器被编程以响应于所述至少一个催化剂系统的催化活性的老化，来控制所述混合动力装置的性能。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个操作参数包括所述混合动力装置的排放水平。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述一个或多个操作参数包括在用所述至少一个催化剂系统处理之前来自所述至少一个燃气涡轮发动机的排放水平、在用所述至少一个催化剂系统处理之前来自所述至少一个活塞发动机的排放水平、和在用所述至少一个催化剂系统处理之后来自所述至少一个燃气涡轮发动机和所述至少一个活塞发动机二者的排放水平。
8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述一个或多个操作参数包括对于所述混合动力装置的部件的控制信号。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制信号包括对于所述至少一个燃气涡轮发动机的兆瓦信号、对于所述活塞发动机的空气燃料比、以及注入到至少一个催化剂系统中的还原剂的量。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述一个或多个操作参数包括所述至少一个燃气涡轮发动机的燃烧动态特性。
11.根据权利要求1所述的系统，其包括具有所述至少一个燃气涡轮发动机、所述至少一个活塞发动机和所述至少一个催化剂系统的所述混合动力装置。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述至少一个催化剂系统包括氧化催化剂组件和选择性催化还原催化剂组件。
13.一种混合动力装置，其包括：
燃气涡轮发动机；
活塞发动机；
催化剂系统，所述催化剂系统被配置成处理来自所述燃气涡轮发动机和所述活塞发动机二者的排放，其中，所述催化剂系统包括氧化催化剂组件和选择性催化还原（SCR）催化剂组件；
设置在所述混合动力装置各处的多个传感器，其中，所述多个传感器被配置成检测所述混合动力装置的多个操作参数，其中所述多个操作参数包括至少燃气涡轮动态特性；以及
控制器，所述控制器联接到所述燃气涡轮发动机、所述活塞发动机和所述催化剂系统，其中，所述控制器被编程为从至少所述多个传感器接收代表所述多个操作参数的多个信号，以使用闭环最佳控制基于所述混合动力装置的所述多个操作参数生成多个操作设定点，以优化所述混合动力装置的性能，并将所述多个操作设定点中的相应操作设定点提供至所述燃气涡轮发动机、所述活塞发动机和所述催化剂系统的相应控制器，从而部分地基于所述多个操作参数和所述多个操作设定点来控制所述燃气涡轮发动机、所述活塞发动机和所述催化剂系统的相对使用率，以迎合目标功率输出、排放限制或装置约束。
14.根据权利要求13所述的混合动力装置，其中，所述相应控制器包括：
燃气涡轮发动机控制器，所述燃气涡轮发动机控制器联接到所述燃气涡轮发动机、并被编程为控制所述燃气涡轮发动机的操作；
活塞发动机控制器，所述活塞发动机控制器联接到所述活塞发动机、并被编程为控制所述活塞发动机的操作；以及
催化剂控制器，所述催化剂控制器联接到所述催化剂系统、并被编程为控制所述催化剂系统的操作。
15.根据权利要求14所述的混合动力装置，其中，所述控制器被编程为从所述燃气涡轮发动机控制器接收燃气涡轮发动机控制输入信号，从所述活塞发动机控制器接收活塞发动机控制输入信号，从所述催化剂控制器接收催化剂控制输入信号，并且所述控制器被编程为基于所述燃气涡轮发动机控制输入、所述活塞发动机控制输入信号和所述催化剂控制输入信号以及所述混合动力装置的所述多个操作参数生成所述多个操作设定点，以优化所述混合动力装置的性能。
16.根据权利要求15所述的混合动力装置，其中，所述燃气涡轮发动机控制输入信号包括对于所述燃气涡轮发动机的兆瓦信号、对于所述活塞发动机的空气燃料比、以及注入到所述催化剂系统中的还原剂的量。
17.根据权利要求13所述的混合动力装置，其中，由所述多个传感器检测的所述一个或多个操作参数包括在用所述至少一个催化剂系统处理之前来自所述燃气涡轮发动机的排放水平、在用所述催化剂系统处理之前来自所述活塞发动机的排放水平、和在用所述催化剂系统处理之后来自所述燃气涡轮发动机和所述活塞发动机二者的排放水平。
18.根据权利要求17所述的混合动力装置，其中，所述多个操作设定点包括对于所述燃气涡轮发动机的第一操作设定点、对于所述活塞发动机的第二操作设定点、和对于所述催化剂系统的第三操作设定点，其中，所述第一操作设定点使所述燃气涡轮发动机最大化功率输出、同时最小化燃料消耗，所述第二操作设定点使所述活塞发动机最大化功率输出、同时最小化燃料消耗，并且所述第三操作设定点使所述催化剂系统最大化来自所述燃气涡轮发动机和所述活塞发动机二者的排放的转换。
19.根据权利要求13所述的混合动力装置，其中，所述控制器被编程为使用动态调度器基于所述多个操作参数生成所述多个操作设定点。
20.一种操作混合动力装置的方法，所述混合动力装置包括燃气涡轮发动机、活塞发动机和催化剂系统，所述方法包括：
在处理器处接收代表所述混合动力装置的多个操作参数的多个信号，所述多个操作参数包括至少燃气涡轮动态特性；
通过所述处理器使用闭环最佳控制基于所述多个操作参数生成多个操作设定点，以优化所述混合动力装置的性能；
通过所述处理器将所述多个操作设定点中的相应设定点提供至所述燃气涡轮发动机、所述活塞发动机和所述催化剂系统的相应控制器，以控制所述燃气涡轮发动机、所述活塞发动机和所述催化剂系统的操作；以及
通过所述相应控制器在所述多个操作设定点中的相应设定点，操作所述燃气涡轮发动机、所述活塞发动机和所述催化剂系统。
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