三效催化器的冷启动建模与在线最优控制
最优化与控制
2021-04-27 v1 信号处理
摘要
我们提出一个三效催化器（TWC）冷启动模型，基于多个工况点的实验数据对模型进行标定，并利用该模型生成适合在标准发动机控制单元硬件中实现的 Pareto 最优冷启动控制器。该 TWC 模型是先前提出的基于物理的模型的扩展，可预测一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的尾管排放。该模型以极少的状态变量轴向与径向解析单体中的温度，从而允许与控制策略基于的最优控制方法一同使用。在本文中，我们将模型扩展为允许可变轴向离散长度，包含来自燃烧发动机产生的氢气反应热，并将模型参数重新表述为以常规单位表示。我们实验测量了十个不同发动机负荷点冷启动的温度与排放演化，随后用于调谐模型参数（例如化学反应速率、比热和热阻）。模拟的累积尾管排放建模误差被发现通常为测量排放的 -20% 至 +80%。我们利用该模型构建并模拟了一个平衡燃油效率与各单独物种累积排放的 Pareto 最优控制器的性能。该最优控制器与传统冷启动策略的基准比较显示了减少冷启动排放的潜力。
引用
@article{arxiv.2104.12390,
title = {Cold-Start Modeling and On-Line Optimal Control of the Three-Way Catalyst},
author = {Jonathan Lock and Kristoffer Clasén and Jonas Sjöblom and Tomas McKelvey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.12390},
year = {2021}
}
备注
23 pages, 20 figures