柴油机SCR后处理控制策略开发与研究

为选择性催化还原技术提出了还原剂喷射的控制策略。它根据原机NOx排放浓度脉谱、排气温度和空速脉谱等计算还原剂的喷射速率。分别通过试验研究了NH3/NOx比值、排气温度和空速对NOx转化率和氨泄漏浓度的影响以及SCR催化剂的氨吸附和脱附特性,并根据研究结果,分别确定稳态和瞬态工况下尿素溶液喷射的控制方案,因而实现了ESC稳态循环和ETC瞬态循环下的控制目标。此外,冷机起动试验表明,该阶段的排气温度低,NOx排放浓度较高,故应采取措施减少低温工况下NOx的排放。     

PID plus fuzzy logic method for torque control in traction control system

A Traction Control System (TCS) is used to control the driving force of an engine to prevent excessive slip when a vehicle starts suddenly or accelerates. The torque control strategy determines the driving performance of the vehicle under various drive-slip conditions. This paper presents a new torque control method for various drive-slip conditions involving abrupt changes in the road friction. This method is based on a PID plus fuzzy logic controller for driving torque regulation, which consists of a PID controller and a fuzzy logic controller. The PID controller is the fundamental component that calculates the elementary torque for traction control. In addition, the fuzzy logic controller is the compensating component that compensates for the abrupt change in the road friction. The simulation results and the experimental vehicle tests have validated that the proposed controller is effective and robust. Compared with conventional PID controllers, the driving performance under the proposed controller is greatly improved.     

柴油机尿素 SCR 反应特性的试验研究

利用可独立控制尿素喷射量的SCR系统,通过柴油机台架试验,研究了钒基催化剂温度和空速对SCR催化还原反应NOx 转化效率和反应速率的影响,以及尿素喷嘴安装位置对转化效率的影响。结果表明：NOx 转化率随着氨氮比（NH3与NOx 物质的量之比）的升高而逐渐升高,由于尿素水解和热解不完全等因素,氨氮比上升到2时NOx 转化率才可达到最大;NOx 转化率随着催化剂温度升高而升高,到400℃时基本趋于稳定,NOx 转化率随空速升高略有下降;SCR反应速率随温度的升高而升高,随空速的变化不明显;相同氨氮比时,尿素喷嘴与催化剂的距离增加,有利于NOx 转化率的升高。     

基于小波控制的电动汽车稳定性研究（双语出版）

针对前轮独立驱动电动汽车,研究一种基于小波控制器的驱动稳定性控制系统。为提高车辆对开路面的行驶稳定性,根据驱动轮等转矩分配控制策略,提出基于神经网络PID的驱动轮滑移率相近为目标控制策略。针对矢量控制中的电流控制,提出基于离散小波变换的电流控制器。通过CarSim/Simulink建立前轮独立驱动电动汽车联合仿真平台,进行不同工况整车性能仿真与分析,并基于A&D5435快速原型开发平台进行实车试验。仿真与试验结果表明：基于小波控制器的驱动控制系统不仅提高了车辆对开路面行驶的稳定性,而且具有更平滑、更快速的转矩响应;对开路面工况下,提出的控制策略左侧、右侧驱动轮速度仿真结果与试验结果最大偏差分别为3.43%和3.56%;等转矩分配控制策略下,左侧、右侧驱动轮速度仿真结果与试验结果最大偏差分别为3.86%和3.25%,表明了试验与仿真的一致性;对开路面仿真工况下,相比于驱动轮等转矩分配控制策略,基于神经网络PID的驱动轮滑移率相近为目标控制策略的车辆峰值质心侧偏角降低了79.57%,侧向跑偏距离降低了73.39%。     

汽车防抱死制动系统的自抗扰控制研究

汽车防抱死制动系统（Anti-lock Braking System,ABS）的作用是确保汽车制动时行驶方向的稳定性、可靠性,但是目前仍存在非线性、时变性以及参数不确定性等问题。为保证汽车制动行驶过程中的操纵稳定性和安全性,进一步实现各工况下防抱死制动系统的优化控制,以影响整车稳定的变量滑移率为研究对象,分析所设计策略的控制效果。搭建汽车动力学模型、制动系统模型、轮胎模型和滑移率模型等主要模型,设计基于滑移率的ABS二阶非线性自抗扰控制器。运用MATLAB/Simulink软件对基于自抗扰控制（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）的ABS制动过程和基于模糊PID控制的ABS制动过程进行仿真,对比研究最佳滑移率、载荷、水泥-冰对接路面、扰动等对制动过程中的轮速、车速以及滑移率等动态性征反映的稳定性和抗扰能力的影响,同时研究其对最终制动距离和最终制动时间反映的制动性能的影响。最后,将自抗扰控制器和模糊PID控制器装配于试验车辆的ABS,进行水泥路面和冰-水泥对接路面制动过程的实车试验。研究结果表明：基于二阶非线性自抗扰控制算法的ABS制动的最终制动距离和最终制动时间更短、制动效果更优,制动过程中的轮速、车速和滑移率在响应速度、稳定性和抗扰能力等方面均更佳;试验结果与仿真结果吻合,证明了仿真模型及其仿真结果的可行性和正确性。     

重型柴油车NOx排放远程监测准确性研究

文章通过采用不同浓度的反应剂来模拟重型国六柴油车正常状态、临界超标及SCR性能失效状态下的实际道路NOx排放,从而研究远程排放管理平台对超标车型识别的效果。试验结果表明,NOx临界超标与SCR完全失效状态下,远程排放管理平台采集的国六整车实际道路NOx排放与PEMS设备结果基本一致,而正常状态下,尿素过量喷射导致的NH3泄露会对车载NOx传感器精度造成影响,进而导致远程排放管理平台采集的国六整车NOx排放与PEMS设备存在偏差。     

基于模糊PID的汽车防抱制动系统控制策略的研究

在基于滑移率的ABS控制策略的基础上,建立了11自由度的汽车急转制动仿真模型。提出了一种参数自整定模糊PID控制算法,并采用了Bang-Bang控制和模糊PID控制分别对汽车ABS进行了仿真,其结果表明:模糊PID控制比Bang-Bang控制可以达到更好的效果。     

基于模糊控制方法的防抱控制系统的研究

本文采用模糊控制方法对车辆防抱制动系统进行了模拟研究，采用单轮的车辆模拟模型，用两种方法研究了防抱系统，即基于车轮滑移率的连续控制系统和基于车轮加减速度及参考滑移率的非连续控制系统。     

无级变速器整车滑移控制建模与仿真

金属带式无级变速器（CVT,Continuously Variable Transmission）中的速变器（Variator）是靠摩擦传递扭矩,所以关于速变器的滑移研究实质上是十分重要的。从CVT速变器滑移率定义入手,建立速变器状态空间数学模型,详细研究滑移率与牵引系数之间的关系,提出速变器滑移控制策略,进一步采用MATLAB/Simulink/SimDriveline建立带有金属带式无级变速器整车仿真模型,通过仿真结果分析得出：在相同滑移率工况下,采用滑移控制比采用传统的夹紧力控制能够使用更小的安全系数,有效地降低了CVT液压控制系统的压力,提高了CVT自身效率,同时也提高了CVT传递扭矩的能力。     

蜂窝载体负载V_2O_5-WO_3/TiO_2NH_3-SCR试验研究

针对一使用SCR技术满足欧Ⅳ排放标准的柴油机排气特征,在连续流动固定床反应器上利用NH3作还原剂对一纳米级V2O5-WO3/TiO2催化剂的选择性催化还原NO进行了试验研究,分析了不同温度、空速、NH3与NO物质的量比对NOx转化性能的影响。试验结果表明,温度对催化还原性能的影响最大。在低温下,NOx的转化效率很低,随着反应温度的升高,NOx转化率随之急剧升高,在300℃~450℃范围内达到较高的NOx转化效率;随着NH3与NO物质的量比的增加,还原效率并未明显增加,但NH3的氧化和泄漏越来越严重;空速对低温还原效率也存在影响。     

国产车用尿素可替代性试验研究

使用商业钒基SCR催化转化器和某国Ⅳ重型柴油机,在AVL发动机台架上对3种国产车用尿素进行了相互替代性试验,研究中考虑了不同尿素对SCR催化转换器的起燃特性、动态响应、NOx转化率和NH3泄漏等性能的影响。试验排气温度为160～440℃,n(NOx)∶n(NH3)(物质的量之比)从0.8变化到1.2。研究发现:相同条件下3种尿素对SCR系统起燃温度基本没有影响,ESC和ETC循环NOx转化率都在70%以上,同时对其他常规气态排放和NH3泄漏没有明显影响,可以互相替代使用;相同条件下,单位体积尿素溶液中尿素含量越高,SCR系统动态响应越快,ESC和ETC循环NOx转化率越高。     

基于自适应模糊PID控制的ABS仿真研究

在Matlab/Simulink中建立一种两轮的汽车动力模型,以自适应模糊PID和道路识别控制器作为控制模块,通过在高低附着路面和高低附着对接路面进行紧急制动仿真的研究。仿真结果表明道路识别控制器能够快速准确的识别路面不同附着路面最优滑移率,自适应模糊PID控制的ABS相于常规制动性能有了很大程度的提高,具有在线自整定参数的特点,具有很好的稳定性、适应性和鲁棒性。     

利用SCR技术降低车用柴油机NO_x排放的控制策略研究

在发动机台架上对Urea-SCR排气后处理系统的尿素喷射进行了试验研究。ESC和ETC试验结果表明,尿素喷射策略的动态修正在保证NOx排放量满足要求的前提下,可以有效降低尿素消耗量;在瞬态工况下,还可以有效降低NH3泄漏造成的二次污染。     

Combined emergency braking and turning of articulated heavy vehicles

‘Slip control’ braking has been shown to reduce the emergency stopping distance of an experimental heavy goods vehicle by up to 19%, compared to conventional electronic/anti-lock braking systems (EBS). However, little regard has been given to the impact of slip control braking on the vehicle’s directional dynamics. This paper uses validated computer models to show that slip control could severely degrade directional performance during emergency braking. A modified slip control strategy, ‘attenuated slip demand’ (ASD) control, is proposed in order to rectify this. Results from simulations of vehicle performance are presented for combined braking and cornering manoeuvres with EBS and slip control braking with and without ASD control. The ASD controller enables slip control braking to provide directional performance comparable with conventional EBS while maintaining a substantial stopping distance advantage. The controller is easily tuned to work across a wide range of different operating conditions.     

无级变速汽车自动驾驶系统模糊控制策略

为研究无级变速汽车自动驾驶系统的模糊控制策略，建立了简化的基于底盘测功机的无级变速汽车和自动驾驶系统模型。考虑到传动系统的高阶时变非线性特性、输入和输出之间的耦合效应以及汽车运行工况和复杂的外界环境因互的影响，提出了把参数自调整的模糊ＰＩ控制算法用于油门控制系统，混合型模糊ＰＩＤ控制算法用于发动机转速控制系统。仿真结构表明，文中给出的自动驾驶系统的模糊控制策略是可行和有效的，具有实用价值。     

尿素-SCR技术对NOx转化率和NH3排放的影响

在AVL发动机台架上就尿素-SCR技术对NOx转化率和NH3排放的影响进行了试验,催化剂为钒氧化物,尿素质量分数从0变化到50%.研究发现,排气温度、空速、尿素浓度、尿素喷射量对NOx转化率和NH3排放有着重要影响:排气温度升高,NOx转化率先升高后下降,400～450℃是转折点;提高排气空速,NOx转化率线性下降,N...     

增压柴油机废气再循环控制系统

为了降低增压柴油机的NOx排放,设计了电控单向阀EGR系统,实现了废气再循环。阐述了EGR的系统方案和机构;研究了稳态和瞬态工况下EGR系统的控制策略和智能PID算法;进行了台架试验。试验表明,系统可以实现0~16%的EGR率,有效降低了NOx排放,使柴油机达到国Ⅲ标准。     

Transient switching control strategy from regenerative braking to anti-lock braking with a semi-brake-by-wire system

Regenerative braking is an important technology in improving fuel economy of an electric vehicle (EV). However, additional motor braking will change the dynamic characteristics of the vehicle, leading to braking instability, especially when the anti-lock braking system (ABS) is triggered. In this paper, a novel semi-brake-by-wire system, without the use of a pedal simulator and fail-safe device, is proposed. In order to compensate for the hysteretic characteristics of the designed brake system while ensure braking reliability and fuel economy when the ABS is triggered, a novel switching compensation control strategy using sliding mode control is brought forward. The proposed strategy converts the complex coupling braking process into independent control of hydraulic braking and regenerative braking, through which a balance between braking performance, braking reliability, braking safety and fuel economy is achieved. Simulation results show that the proposed strategy is effective and adaptable in different road conditions while the large wheel slip rate is triggered during a regenerative braking course. The research provides a new possibility of low-cost equipment and better control performance for the regenerative braking in the EV and the hybrid EV.     

用于车辆稳定性控制的直接横摆力矩及车轮变滑移率联合控制研究

设计基于最优控制理论的横摆力矩控制策略和适用于复杂工况的制动力分配策略;设计基于模糊控制理论的滑移率分配算法并提出使横摆力矩控制和变滑移率控制协同工作的方法;最后通过转向盘的阶跃输入和正弦输入工况验证制动力分配策略的正确性和联合控制的有效性。     

SCR 催化器内浓度场影响因素的仿真研究

为提高 NO x 的转化效率,研究了温度、空速、氨氮比和 NO 与 NO2的摩尔比对 SCR 催化器内浓度场的影响。试验验证了 SCR 化学反应模型,将准确的化学反应动力学参数输入到 Fire 软件并建立 SCR 催化器模型,计算分析 SCR催化器内组分浓度场的影响因素。得出以下结论：温度越高,NH3和 HCNO 的浓度越高;流体涡流为喷雾液滴蒸发和热解提供了有利条件;空速太大,NO 的转化效率会降低;当氨氮比为1时,理论上 NO x 的转化效率达到最高;当氨氮比小于1时,NO x 转化效率随氨氮比的升高而升高,但在接近1时候产生氨滑移;当氨氮比大于1时,NO x 转化效率变化不大但会产生大量氨滑移。因此最佳的氨氮比应是在保证较小的氨滑移的前提下尽可能提高 NO x 转化效率。