[发明专利]一种中低速柴油机选择性催化还原系统的FPGA嵌入式控制系统

权利要求书

1.一种中低速柴油机选择性催化还原系统的FPGA嵌入式控系统，其特征在于：包括电源

模块、信号采集模块、计量泵、上位机、FPGA主控制器模块和执行器驱动模块；

信号采集模块包括反应器内温度传感器、压力传感器、空气质量传感器、液位传感器、催化剂反应前温度传感器、催化剂反应后温度传感器、压损传感器，信号采集模块用于采集所有传感器的数据，转化为电信号后通过滤波和放大电路传送给FPGA主控制器模块；

计量泵测量还原剂喷射量后通过CAN总线传送给FPGA主控制器模块；

电源模块为信号采集模块和FPGA主控制器模块供电；

FPGA主控制器模块根据接收到的信息，将数据传送给上位机进行显示，同时采用前馈控制方法对接收到的信息进行分析，对还原剂的需求量进行判断，产生PWM信号通过光耦隔离电路后，传送给执行器驱动模块；

执行器驱动模块包括驱动电路、冷却液电磁阀、尿素喷射电磁阀和空气电磁阀，驱动电路根据接收到的PWM信号控制冷却液电磁阀、尿素喷射电磁阀和空气电磁阀的开关。

2.根据权利要求1所述的一种中低速柴油机选择性催化还原系统的FPGA嵌入式控系统，其特征在于：所述的FPGA主控制器模块采用的前馈控制方法，利用反应器当前上游NO_X的浓度，来标定下游NH3浓度期望值，并利用下游NH3浓度值和反应器的动态特性来预测上游所需的NH3，催化器模型的输入量U，状态量X和输出量Y分别为：

U=TinTambnNOx,in*nNH3,in*mEG*;X=T1Θ1T2Θ2;Y=ToutTmabnNOx,out*nNH3,out*mEH*]]>

NOx和NH₃浓度分别为：

cNH3,1=d1nNH3,in*+d2cNH3,2=d3cNH3,1+d4cNOx,1=d5nNOx,in*cNOx,2=d6cNOx,1]]>

利用前馈控制方法得到上游所需的NH3为：

nNH3_in(t)=nNH3_out(t)d7-(d2d3+d4)d1d3.]]>