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柴油机Urea-SCR系统控制策略研究的开题报告

一、选题背景

近年来，全球环保意识不断提升，各国纷纷通过立法等方式强制对柴油发动机排放进行限制，其中氮氧化物排放是其中之一。汽车尾气排放含有大量氮氧化物，其中NOx是其中主要的组成部分，会在大气中形成酸雨、臭氧与二次污染物等有害物质。因此，各国都在积极探索和推进柴油发动机尾气排放控制技术。

其中，Urea-SCR技术（尿素选择性催化还原技术）被广泛应用于柴油发动机尾气排放控制系统中。该技术通过在柴油机尾气中加入尿素水溶液，通过催化剂将尿素水解生成氨，与尾气中的NOx反应生成氮气和水，从而实现减少NOx排放的目的。然而，Urea-SCR系统的精细控制仍然是一个开放性的问题。

二、研究目标

本文旨在研究柴油机Urea-SCR系统的控制策略，力图实现尽可能低的排放控制、更高的燃烧效率和更长的活性催化器使用寿命。具体目标包括：

1.分析Urea-SCR系统的工作原理和影响系统性能的因素；

2.综述Urea-SCR系统控制方法，包括传统PID控制、自适应控制以及先进控制方法等；

3.分析Urea-SCR系统运行过程中的关键问题，如氨气平衡、混合比的控制、尿素注射系统的优化等；

4.基于Matlab/Simulink建立系统模型，进行仿真验证；

5.最终实现Urea-SCR系统效果的优化。

三、研究内容

1.Urea-SCR系统的工作原理及影响因素分析

(1)柴油机尾气的组成和特点

(2)Urea-SCR系统的基本原理和工作过程

(3)影响系统性能的因素分析

2.Urea-SCR系统控制方法综述

(1)传统PID控制方法

(2)自适应控制方法

(3)先进控制方法

3.Urea-SCR系统运行过程中的关键问题分析

(1)氨气平衡问题分析和控制策略

(2)混合比的控制策略

(3)尿素注射系统的优化策略

4.基于Matlab/Simulink的系统模型建立及仿真验证

5.Urea-SCR系统效果优化

四、研究方法

1.文献调研

通过查阅相关的国内外文献和专业书籍，了解Urea-SCR系统的基本原理和工作过程，深入研究系统的影响因素和控制方法，为后续研究提供理论基础和借鉴。

2.模型建立和仿真验证

基于Matlab/Simulink工具，建立Urea-SCR系统的数学模型，进行仿真验证，评估不同控制策略的效果，并结合实际试验数据验证仿真结果的准确性和可行性。

3.试验验证

基于实际柴油机Urea-SCR系统的试验数据，对研究结果进行验证，并寻找后续的研究方向。

五、预期结果

本研究将对Urea-SCR系统的精细控制提供一定的参考和支持，预期结果包括：

1.对Urea-SCR系统控制方法的总结和评估，以及最优策略的确定；

2.系统控制过程中可能遇到的问题及应对策略的探究；

3.基于Matlab/Simulink的系统模型，可进行不同控制策略的仿真和评估；

4.针对不足及未探究的问题进行探讨，为后续研究提供参考。