[发明专利]一种SCR脱硝系统均匀性优化方法

权利要求书

1.一种SCR脱硝系统均匀性优化方法，其特征在于，包括以下步骤：(a1)建立SCR脱销反应机理模型，设计NH₃覆盖率、出口NH₃浓度观测器，首先，利用SCR脱硝设备中的各反应物变化量建立如下的系统状态方程：

y＝x₃

其次，系统机理模型的误差形式可表示成：

再次，将上式写成矩阵形式为：

y＝[0 0 1][z₁ z₂ z₃]^T

得出关于z′＝[z₁ z₂]^T的状态方程和输出方程：

设计系统的观测器为如下形式：

其中L为观测器增益，u的估计值可表示为：

最后利用李雅普诺夫方程进行验证，状态观测器的观测误差趋于0；

(a2)验证控制器的稳定性，计算喷氨总量；(a3)基于最小二乘法建立喷氨阀门与检测点的数据驱动模型，初始化权重系数；(a4)获取SCR烟道出口区取样点结果值与喷氨阀门原始开度；(a5)基于当前阀门开度、检测值和模型计算最优输入调整量，得出最终阀门的建议开度值；(a6)基于建议开度值调整阀门开度，再次检测出口取样点结果，在线迭代权重系数，更新模型。

2.根据权利要求1所述的SCR脱硝系统均匀性优化方法，其特征在于，在步骤(a1)中，基于实际SCR脱销工况，用阿伦尼乌斯公式对各反应中反应物的速率进行定量表示，并利用反应速率方程将各反应物的反应量建立机理模型。

3.根据权利要求2所述的SCR脱硝系统均匀性优化方法，其特征在于，在步骤(a1)中，利用李雅普诺夫导数将系统机理模型改写成降阶后的状态方程和输出方程，再利用全阶观测器设计方法，对系统进行观测器设计，并设计观测器增益，保证系统观测器的观测值渐近稳定到系统的实际值，得出氨气覆盖率和出口氨气浓度的观测器。

4.根据权利要求3所述的SCR脱硝系统均匀性优化方法，其特征在于，在步骤(a2)中，将系统观测值代入系统机理模型，得到复合状态模型，并结合控制器，利用李雅普诺夫方程验证系统稳定性，得到喷氨总量。

5.根据权利要求4所述的SCR脱硝系统均匀性优化方法，其特征在于，在步骤(a3)中，测量不同工况下喷氨阀门与出口NOx浓度检测值的大量数据，通过离线辨识一次性得到未知MIMO系统的传递函数矩阵，利用最小二乘法建立数据驱动模型。

6.根据权利要求5所述的SCR脱硝系统均匀性优化方法，其特征在于，在步骤(a4)中，测量各出口检测点的NOx浓度，计算各出口检测点的NOx浓度的偏差值，将出口NOx浓度偏差值代入数据模型中，得到当前各喷氨阀门的理想调整量。

7.根据权利要求6所述的SCR脱硝系统均匀性优化方法，其特征在于，在步骤(a5)中，将喷氨阀门按照阀门建议开度值进行调节，等SCR系统内部稳定后，测量下一次的各检测点出口NOx浓度，根据当前检测值与阀门开度，判别数据模型中的权重系数是否能够准确反应当前工况下的输出输入关系，通过增加步长参数或减小步长参数将权重系数进行优化更新，将优化后的权重参数代入数据模型进行更新，并再次计算当前喷氨输入阀门建议开度值，如此迭代直至得出最符合工况的最优数据模型。