CN109339916A - 一种SCR下游NOx闭环过程中的控制方法及系统 - Google Patents

一种SCR下游NOx闭环过程中的控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种SCR下游NOx闭环过程中的控制方法，建立一个保存有目标值‑实际值的偏差、目标尿素喷射量及修正因子的自学习脉谱表，通过查询自学习脉谱表得到修正因子，以控制最终尿素喷射量；包括步骤如下，S1、当偏差首次大于预设的第一阈值时，将该偏差记为目标偏差，并执行步骤S2；S2、进行PI闭环控制得到修正因子；S3、PI闭环控制稳态时，将修正因子以及目标偏差、目标尿素喷射量存入自学习脉谱表中；S4、当下一次偏差大于第一阈值时，若该偏差已存，则查询自学习脉谱表得到修正因子，否则，将该偏差记为目标偏差，并执行步骤S2。本发明还公开了一种与所述方法对应的SCR下游NOx闭环过程中的控制系统。本发明控制精度高、响应速度快。

Description

一种SCR下游NOx闭环过程中的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及发动机后处理SCR技术领域，更具体地说，它涉及一种SCR下游NOx闭环过程中的控制方法及系统。
背景技术
SCR为选择性催化还原技术的简称，SCR是针对柴油车尾气排放中NOx的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成N2和H2O。
目前通用后处理SCR常使用下游NOx传感器值为实际值B，模型计算下游NOx为目标值A，利用目标值A-实际值B的差值进行PI闭环，输出修正因子Fac来修正最终的尿素喷射量，如图1所示。在实际使用中，基于下游NOx传感器的PI闭环，过程缓慢，且容易振荡，影响控制准确度，造成最终尿素喷射量波动变化，会对NOx排放产生影响，从排放法规上来说，PI闭环的缓慢过程会造成尿素喷射量偏差，带来排放超标的风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的一是提供了一种能大大减少PI闭环控制积分次数、减少因PI闭环缓慢过程造成的尿素喷射量偏差、控制精度高、响应速度快的SCR下游NOx闭环过程中的控制方法。
本发明的目的二是提供了一种控制精度高、响应速度快的SCR下游NOx闭环过程中的控制系统。
为了实现上述目的一，本发明提供了一种SCR下游NOx闭环过程中的控制方法，建立一个保存有目标值-实际值的偏差、目标尿素喷射量及修正因子的自学习脉谱表，通过查询自学习脉谱表得到修正因子，根据所述修正因子输出控制信号以控制最终尿素喷射量；所述自学习脉谱表的自学习包括步骤如下，
S1、当目标值-实际值的偏差首次大于预设的第一阈值时，将该偏差记为目标偏差，并执行步骤S2；
S2、根据目标值-实际值的偏差和目标尿素喷射量进行PI闭环控制得到修正因子；
S3、当PI闭环控制达到稳态时，将修正因子以及目标偏差、目标尿素喷射量存入自学习脉谱表中相应的位置；
S4、当下一次目标值-实际值的偏差大于第一阈值时，若该偏差已存入自学习脉谱表中，则根据该偏差和目标尿素喷射量查询自学习脉谱表得到对应的修正因子，否则，将该偏差记为目标偏差，并执行步骤S2。
作为进一步地改进，在步骤S3中，稳态的判断标准为目标值-实际值的偏差小于预设的第二阈值。
进一步地，在步骤S4中，若查询自学习脉谱表得到的修正因子为0，则将所述偏差记为目标偏差，并执行步骤S2。
为了实现上述目的二，本发明提供了一种SCR下游NOx闭环过程中的控制系统，包括依次连接的存储单元、逻辑运算单元、输出单元；所述的存储单元用于保存所述的自学习脉谱表；所述的逻辑运算单元用于获取所述目标值-实际值的偏差，根据所述偏差从存储单元中查得对应的修正因子或进行PI闭环控制得到的修正因子并将修正因子存入存储单元，然后将所述修正因子发送至输出单元；所述的输出单元用于根据所述的修正因子输出控制信号以控制最终尿素喷射量。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有的优点为：通过建立自学习脉谱表，在每次PI闭环控制稳态后自学习脉谱表自动保存目标值-实际值的偏差、目标尿素喷射量及修正因子，通过查询自学习脉谱表得到修正因子，能大大减少PI闭环控制积分次数，减少因PI闭环缓慢过程造成的尿素喷射量偏差，减少因尿素喷射量偏差导致排放水平波动，控制精度高，响应速度快，提高排放水平，保证发动机性能，保证发动机整个生命周期的排放性能达标。
附图说明
图1为传统技术的方框图；
图2为本发明的方框图。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
参阅图1-2，一种SCR下游NOx闭环过程中的控制方法，建立一个保存有目标值A-实际值B的偏差、目标尿素喷射量及修正因子Fac的自学习脉谱表，通过查询自学习脉谱表得到修正因子Fac，根据修正因子Fac输出控制信号以控制最终尿素喷射量，可以一次性修正最终尿素喷射量；自学习脉谱表的自学习包括步骤如下，
S1、当目标值A-实际值B的偏差首次大于预设的第一阈值时，将该偏差记为目标偏差，并执行步骤S2；
S2、根据目标值A-实际值B的偏差和目标尿素喷射量进行PI闭环控制得到修正因子Fac，不断地修正最终尿素喷射量，使最终尿素喷射量的偏差越来越小；
S3、当PI闭环控制达到稳态时，将修正因子Fac以及目标偏差、目标尿素喷射量存入自学习脉谱表中相应的位置，通过不断的累积学习，最终形成完整的自学习脉谱表；
S4、当下一次目标值A-实际值B的偏差大于第一阈值时，若该偏差已存入自学习脉谱表中，则根据该偏差和目标尿素喷射量查询自学习脉谱表得到对应的修正因子Fac，能有效提高控制的速度和准确性，否则，将该偏差记为目标偏差，并执行步骤S2，增加控制的冗余性，并不断学习。
在步骤S3中，稳态的判断标准为目标值A-实际值B的偏差小于预设的第二阈值，即最终尿素喷射量的偏差要小于预设范围。
在步骤S4中，若查询自学习脉谱表得到的修正因子Fac为0，则将目标值A-实际值B的偏差记为目标偏差，并执行步骤S2。
第一阈值、第二阈值的大小要能保证最终尿素喷射量的偏差在预设的范围内，第一阈值、第二阈值越小，表示PI闭环控制的精度越高，最终尿素喷射量的偏差越小，相应的，PI闭环控制达到稳态的时间越长，第一阈值、第二阈值过小可能会导致PI闭环控制无法达到稳态，所以第一阈值、第二阈值的大小既要能保证最终尿素喷射量的偏差范围，又要PI闭环控制快速达到稳态，在本实施例中，最终尿素喷射量的偏差要控制在2％以内，对应于目标值A-实际值B的偏差为1，第一阈值、第二阈值均等于1，当然，第一阈值、第二阈值的大小也可以根据实际情况进行确定。
一种SCR下游NOx闭环过程中的控制系统，包括依次连接的存储单元、逻辑运算单元、输出单元；存储单元用于保存自学习脉谱表；逻辑运算单元用于获取目标值A-实际值B的偏差，根据偏差从存储单元中查得对应的修正因子Fac或进行PI闭环控制得到的修正因子Fac并将修正因子Fac存入存储单元，然后将修正因子Fac发送至输出单元；输出单元用于根据修正因子Fac输出控制信号以控制最终尿素喷射量。
本发明通过通过建立自学习脉谱表，在每次PI闭环控制稳态后自学习脉谱表自动保存目标值A-实际值B的偏差、目标尿素喷射量及修正因子Fac，通过查询自学习脉谱表得到修正因子Fac，能大大减少PI闭环控制积分次数，减少因PI闭环缓慢过程造成的尿素喷射量偏差，减少因尿素喷射量偏差导致排放水平波动，控制精度高，响应速度快，提高排放水平，保证发动机性能，保证发动机整个生命周期的排放性能达标。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.一种SCR下游NOx闭环过程中的控制方法，其特征在于：建立一个保存有目标值(A)-实际值(B)的偏差、目标尿素喷射量及修正因子(Fac)的自学习脉谱表，通过查询自学习脉谱表得到修正因子(Fac)，根据所述修正因子(Fac)输出控制信号以控制最终尿素喷射量；所述自学习脉谱表的自学习包括步骤如下，
S1、当目标值(A)-实际值(B)的偏差首次大于预设的第一阈值时，将该偏差记为目标偏差，并执行步骤S2；
S2、根据目标值(A)-实际值(B)的偏差和目标尿素喷射量进行PI闭环控制得到修正因子(Fac)；
S3、当PI闭环控制达到稳态时，将修正因子(Fac)以及目标偏差、目标尿素喷射量存入自学习脉谱表中相应的位置；
S4、当下一次目标值(A)-实际值(B)的偏差大于第一阈值时，若该偏差已存入自学习脉谱表中，则根据该偏差和目标尿素喷射量查询自学习脉谱表得到对应的修正因子(Fac)，否则，将该偏差记为目标偏差，并执行步骤S2。
2.根据权利要求1所述的一种SCR下游NOx闭环过程中的控制方法，其特征在于：在步骤S3中，稳态的判断标准为目标值(A)-实际值(B)的偏差小于预设的第二阈值。
3.根据权利要求1所述的一种SCR下游NOx闭环过程中的控制方法，其特征在于：在步骤S4中，若查询自学习脉谱表得到的修正因子(Fac)为0，则将所述偏差记为目标偏差，并执行步骤S2。
4.一种实现权利要求1或2或3所述SCR下游NOx闭环过程中的控制方法的系统，其特征在于：包括依次连接的存储单元、逻辑运算单元、输出单元；所述的存储单元用于保存所述的自学习脉谱表；所述的逻辑运算单元用于获取所述目标值(A)-实际值(B)的偏差，根据所述偏差从存储单元中查得对应的修正因子(Fac)或进行PI闭环控制得到的修正因子(Fac)并将修正因子(Fac)存入存储单元，然后将所述修正因子(Fac)发送至输出单元；所述的输出单元用于根据所述的修正因子(Fac)输出控制信号以控制最终尿素喷射量。
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