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随着我国汽车工业的快速发展,汽车产销量已连续七年保持全球第一。柴油机作为一种高效、经济的内燃机,受到越来越多的重视,其在汽车中的应用比例越来越高。同时,柴油机的NOx排放引起了严重的环境污染问题,SCR技术能够高效的降低NOx的排放,而SCR技术的关键在于制定合理的尿素喷射控制策略。本文针对如何更为高效的降低NOx和减少NH3泄露问题,通过快速控制原型(Rapid Control Prototype,简称RCP)仿真的手段,展开了对Urea-SCR系统的闭环控制策略研究。本文系统的研究了基于NH3反馈的Urea-SCR系统闭环控制策略,采用了前馈控制策略和闭环控制策略相结合,基于D2P平台进行在环仿真验证,主要内容如下:(1)重点采用PID控制算法进行NH3反馈的闭环控制,关键点在于PID参数的整定。采用Matlab自带的PID模块参数进行参数自整定,所整定出的PID参数结果具有很好的快速响应性和鲁棒性;通过快速控制原型在线调试PID参数,实现了PID参数的实时调整,能更好的满足实际环境下的控制,大大改善离线环境下整定的参数与实际环境下的偏差。(2)研究了如何利用非线性最小二乘法进行Urea-SCR控制策略模型的参数辨识,包括:SCR催化器温度模型和SCR催化器化学反应模型,主要采用了Matlab自带的lsqnonlin函数,对Urea-SCR控制策略模型进行非线性最小二乘辨识。经过试验验证,辨识结果很好的满足模型的实际工作状态。(3)基于D2P MotoHawk平台,利用其快速控制原型开发功能实现该控制策略的验证,重点包括以下几个方面的工作:验证试验的设计、模型移植和D2P试验平台搭建。通过快速控制原型实时的调试模型,试验的结果比离线仿真的结果更为优化,在满足国Ⅴ排放标准的基础上进一步降低了NOx排放,并且控制NH3泄露满足在国Ⅴ排放标准。本文系统的研究了基于NH3的闭环控制策略,在Simulink环境下搭建了控制策略模型,将模型移植于D2P MotoHawk,通过ESC与ETC循环测试,在环仿真试验结果表明:采用所搭建的控制策略模型,试验柴油机的NOx排放满足国Ⅴ排放标准,且NH3排放在规定的范围内。