[发明专利]一种基于APSO的双串联SCR系统尿素喷射规律云计算方法

说明书

本发明公开了一种基于PSO的双串联SCR系统尿素喷射规律云计算方法，属于控制算法领域。具体包括步骤：步骤一、根据双串联SCR系统的内部化学反应，建立双串联SCR系统的控制学模型；步骤二、根据所述双串联SCR系统的控制学模型，在云计算服务器中建立目标函数cost以及约束条件函数constraint；步骤三、在云计算服务器中运用基于NMPC算法的APSO算法，求出使目标函数cost函数值最小，且满足约束条件函数constraint的尿素喷射规律。通过本发明提供的方法，将APSO算法这一新的优化算法运用到NMPC算法中，计算尿素喷射规律，该算法结果优越，计算速度快；同时能够在线快速获取所需满足化学反应的尿素喷射量。

技术领域

本发明属于尾气控制和氧化还原技术领域，具体涉及一种基于云预测控制和改进的粒子群算法(APSO)的双串联SCR系统尿素喷射规律云计算方法。

背景技术

近十年来，随着我国排放法规越来越严格，柴油机尾气排放问题引起了广大民众的关注。由于柴油机SCR(选择性催化还原技术)系统具有较高的将尾气中的氮氧化物(NOx)催化还原的转化效率和燃油经济性，成为尾气后处理系统中最具有前途的一部分，同时也吸引了众多研究者的关注。SCR系统作为尾气后处理系统的一部分被广泛应用于柴油机中，主要功能是通过将尾气中的氮氧化物转化为无污染的气体来减少污染性氮氧化物的排放。

SCR系统实际上是一种选择催化还原技术，当它在正常工作时，从SCR系统入口端喷入尿素，尿素在一定温度条件下蒸发，水解产生出氨气，氨气再在催化剂的作用下与氮氧化物反应产生无污染的氮气和水。在SCR系统中，如果要达到很高的氮氧化物转化效率，就必须喷入大量的尿素。但是喷射的尿素过多会导致尿素生成的过多氨气，未能及时参与反应而被排入到大气之中，而氨气同样属于污染性气体，会对人体产生不好的影响。因此通过控制尿素喷射量来保证尾气中氮氧化物的高转化效率以及氨气的低排放，成为了相关人员的研究热点。然而目前关于尿素喷射量的控制方法所基于的模型大多建立在均质性假设的基础上，这一假设不符合SCR内部实际情况，建立的模型不精确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于APSO的双串联SCR系统尿素喷射规律云计算方法，使利用双串联SCR系统能够快速实现高氮氧化物转化效率以及低氨气排放量。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于APSO的双串联SCR系统尿素喷射规律云计算方法，具体包括步骤：

步骤一、根据双串联SCR系统的内部化学反应，建立双串联SCR系统的控制学模型；

步骤二、根据所述双串联SCR系统的控制学模型，在云计算服务器中建立目标函数cost以及约束条件函数constraint；所述目标函数cost用于控制氮氧化物的转化效率，所述约束条件函数constraint用于限制氨气排放量；

步骤三、将事先测得的柴油机工况以及在双串联SCR系统参与化学反应所需的氮氧化物浓度数据传到云计算服务器，在云计算服务器中运用基于NMPC算法的APSO算法，求出使目标函数cost函数值最小，且满足约束条件函数constraint的尿素喷射规律。

本发明的优点在于：

(1)本发明将APSO算法这一新的优化算法运用到NMPC算法中，计算尿素喷射规律，该算法结果优越，计算速度快；

(2)本发明将复杂耗时的尿素喷射规律计算过程转移到计算资源多，计算能力强的云计算服务器中，能够在线快速获取满足化学反应的尿素喷射量。

附图说明

图1为本发明的双串联SCR系统的控制学模型示意图；

图2为本发明建立目标函数cost方法流程图；

图3为本发明建立约束条件函数constraint方法流程图；