0 引言

近年來環(huán)境污染日益成為大眾關注的焦點問題，而柴油機排放的污染物是大氣污染的主要來源之一。為了減少柴油機排放對環(huán)境的影響，世界各國紛紛出臺愈來愈嚴苛的排放法規(guī)

。相比于國五和歐V排放，國六和歐VI階段排放限值降低了77%，且采用了新的測試循環(huán)，世界統(tǒng)一穩(wěn)態(tài)測試循環(huán)(world harmonized stationary cycle，WHSC)和世界統(tǒng)一瞬態(tài)測試循環(huán)(world harmonized transient cycle，WHTC)。美國2007年提出了US 2010法規(guī)，在美國聯邦測試(federal test procedure，FTP)瞬態(tài)循環(huán)下NOx排放限值為0.272 g/kWh。美國加州空氣資源委員會(California air resources board，CARB)于2015年提出了加州超低NOx排放法規(guī)，NOx排放限值降低至0.027 g/kWh

，西南研究院的最新研究結果顯示，通過雙噴等技術實現了NOx的近零排放。中國在繼歐洲、美國等發(fā)達國家之后，于2019年7月，在國內重點區(qū)域正式實施國六排放法規(guī)，在2021年7月，中國所有區(qū)域全部實施國六排放法規(guī)。目前，為了進一步降低排放污染物實現近零排放，國內各主機廠和高校已針對可能的國七法規(guī)開展技術儲備工作，預計國七法規(guī)最早在2025年實施

。

農村教師由于工作量大，需要完成的任務指標多，對于學生的作業(yè)方面重視程度不夠。同時，教師對于學生的情況沒有很好地把握，布置作業(yè)有時急于應付形式，很少考慮到時效性。此外，數學教師參考資料缺乏，不關注學生之間的差異，所有練習采用“一刀切”模式。

從圖5可以看出，二者均存在較強的相干散射(鏡反射)，而非相干散射(漫反射)相對較弱。反射光均在入射平面內的鏡反射方向出現了峰值，表現出了明顯的鏡反射特征。從實驗結果得出，表面粗糙度相同的情況下，銅材料表面的鏡反射方向的峰值明顯高于鋁材料，說明粗糙銅板表面更近似于鏡面。這主要是由材料本身的特性決定的。對于相同的粗糙度，銅材料表面的高度起伏相對較小，相關性較好。根據鏡向反射光強法理論，表面高度起伏的均方根越小，材料表面的雙向反射分布率的鏡反射分量越強。而鋁材料表面起伏更大，相關性較差，因此鏡反射相對較弱。

當前，DOC+DPF+SCR+ASC成為滿足國六法規(guī)排放的標配技術路線，前期的研究結果顯示，在此基礎上最前端加裝緊耦合SCR裝置，用于降低冷啟動NOx排放，后處理系統(tǒng)整體的NOx轉化效率高達99.5%。

項目負責人、麗江師專東巴藝術學院副院長潘宏義介紹項目時說，國家藝術基金項目“納西族東巴畫藝術百年展”是對國家級非物質文化遺產東巴畫百年發(fā)展的一次總結展示，是對納西族民族文化的匠心傳承和精神守望，試圖打通人類精神的共同秘道，尋找人類心靈的共同語言。在民族文化保護傳承危機四伏的今天，只有守住民族文化的根脈，才是這個民族最大的財富和遺產，是一個民族得以綿延發(fā)展，代代相承的文化基因。講好中國故事，就是要傳承好我們民族的文化和文明。

該路線需要采用單尿素泵雙尿素噴嘴，由于噴射時序、噴射量不同，在控制時會產生較大的壓力波動，傳統(tǒng)的單泵單噴嘴系統(tǒng)泵壓控制采用的PID閉環(huán)方式已無法滿足單泵雙噴嘴系統(tǒng)的噴射精度和要求。本文采用基于模型的方式控制尿素泵壓力，首先建立單泵雙噴嘴系統(tǒng)的物理模型，在此基礎上根據壓力模型的逆模型設計前饋控制器，再根據實際壓力反饋信號與模型壓力信號進行閉環(huán)控制器設計，輸出尿素占空比從而控制尿素泵壓力，減少單泵雙噴嘴對尿素泵壓力控制的影響，提高尿素泵壓力穩(wěn)定性，提高尿素噴射控制精度。

1 雙噴嘴尿素噴射系統(tǒng)介紹

噴嘴2流量計算：

回流流出尿素量計算：

采用四字節(jié)并行處理,可由40B32B模塊給出的K_qb信號在一個四字節(jié)時鐘內進行檢測,并根據Valid_qb信號進行正確/K/字節(jié)個數統(tǒng)計,不需要根據單字節(jié)時鐘去檢測和計數,降低了電路運行頻率和實現難度。

尿素噴射系統(tǒng)是典型的機、電、液組成的液壓系統(tǒng)，主要包括尿素泵、回流閥和噴嘴三大部件，因此針對尿素噴射系統(tǒng)的建模采用液壓系統(tǒng)常用的建模方法

。

2 單泵雙噴嘴控制模型設計

2.1 物理模型建立

單泵雙噴嘴系統(tǒng)與單泵單噴嘴尿素噴射系統(tǒng)最大的差別在于噴射壓力的變化更加頻繁及擾動的影響更復雜。單泵單噴嘴尿素噴射系統(tǒng)的泵壓控制采用傳統(tǒng)PID閉環(huán)方式，分為兩個部分：前饋控制和反饋控制。前饋控制根據壓力設定值直接得到基礎前饋占空比，并利用尿素噴射量進行前饋占空比修正，反饋控制尿素泵壓力恒定為壓力設定值，利用尿素泵壓力傳感器采集的泵壓力腔壓力作為反饋測量值，從而泵壓設定值與泵壓實際值進行比較，其差值作為PID控制器的輸入，經過比例控制、積分控制和微分控制輸出尿素泵電機反饋占空比。該控制方式對單泵單噴嘴系統(tǒng)來說，整個WHTC循環(huán)偏差不超過8%，可以滿足噴射精度要求。而應用該雙噴系統(tǒng)較為理想的方案是1個尿素泵控制2個尿素噴嘴，但是2個尿素噴嘴的聯動控制，對尿素泵的穩(wěn)壓及回流功能提出了較高的要求

，若泵壓控制不準確，導致噴射精度誤差，從而引起NOx排放超標。因此，單泵雙噴嘴的泵壓控制成為雙噴系統(tǒng)的難點之一。

前饋控制包括穩(wěn)態(tài)控制和動態(tài)前饋控制。穩(wěn)態(tài)控制將設定尿素泵壓力轉化為尿素泵供給流量，再通過尿素泵特性將供給流量轉化為前饋的穩(wěn)態(tài)占空比。動態(tài)前饋控制，計算設定尿素泵壓力與模型尿素泵壓力的偏差，采用比例控制器將偏差轉化為壓力變化輸出，并增加到靜態(tài)前饋的需求壓力上。這樣最終輸出的占空比包含穩(wěn)態(tài)控制占空比與動態(tài)前饋修正占空比。這種控制方式響應快速、標定簡單。通過前饋控制，可以快速響應噴嘴噴射對尿素泵壓力影響，提前增加尿素泵占空比，增加尿素量以維持壓力。

尿素泵流量特性公式如下所示：

(1)

對于輸出流量特性，采用壓力流量控制的節(jié)流小孔公式

，當流動為紊流時其流量壓力特性如下所示：

雙噴嘴尿素噴射系統(tǒng)示意如圖2所示，主要由尿素泵電機、尿素壓力腔、回流閥、噴嘴1、噴嘴2和尿素壓力傳感器等組成。工作原理如下，尿素泵電機從尿素箱中抽取尿素到尿素泵壓力腔中，通過尿素壓力傳感器可監(jiān)控尿素壓力變化，同時一部分尿素通過回流閥回流到尿素箱中，通過控制噴嘴1和噴嘴2占空比驅動尿素噴嘴進行噴射量控制，周期性地噴射尿素到排氣尾管中，以達到消除尾氣NOx的目的。

(2)

噴嘴1流量計算：

(3)

雙噴SCR系統(tǒng)為緊耦合SCR技術，在傳統(tǒng)的DOC+DPF+SCR+ASC系統(tǒng)的基礎上，將整塊的SCR拆分成2部分：緊耦合SCR和第2級SCR，將ccSCR布置在緊靠發(fā)動機渦輪后，采用2套還原劑噴射系統(tǒng)間歇或同時噴射，使后處理系統(tǒng)能夠兼顧低溫和高溫下的NOx轉化效率。該系統(tǒng)的緊耦合SCR通常采用低溫起燃性能良好的催化劑，高溫性能要求較低，第2級SCR需要滿足較高的轉化效率要求，兩級SCR互相配合使整體的NOx排放量進一步降低

。典型的雙SCR系統(tǒng)布置如圖1所示，主要由ccSCR、DOC、DPF和SCR等組成，ccSCR上游安裝尿素噴嘴1，SCR上游安裝尿素噴嘴2，ECU控制策略根據ccSCR和SCR上游溫度及目標NOx轉化效率分別計算兩個噴嘴的需求尿素噴射量，噴射控制模塊根據需求的尿素噴射量驅動噴嘴實現目標尿素噴射，以滿足排放法規(guī)要求。

(4)

閉環(huán)控制根據尿素泵模型壓力與實際尿素泵壓力偏差進行閉環(huán)控制，通過PI控制器得到閉環(huán)的壓力變化量，該修正加到前饋壓力變化量上，再經過壓力流量模型和尿素泵特性模型得到尿素泵占空比，實現泵壓的精準控制。

(5)

對微分方程左邊離散化，如下所示，

(6)

將(1)、(2)、(3)、(4)和(6)帶入式(5)，得到壓力的代數方程，計算尿素泵的模型壓力。

2.2 控制模型結構

基于模型的雙噴系統(tǒng)尿素泵壓力控制設計如圖3所示，包含前饋控制、尿素泵壓力模型和閉環(huán)控制三個控制路徑。

尿素泵壓力模型，輸入為實際的尿素泵驅動占空比，上一時刻的尿素泵模型壓力，噴嘴1實際狀態(tài)和噴嘴2實際狀態(tài)，輸出為當前時刻的尿素泵模型壓力。通過實際尿素泵結構參數和測量數據標定模型的流量系數參數和彈性體積模量。該模型周期性地執(zhí)行計算。

根據尿素噴射系統(tǒng)工作原理，以壓力腔及尿素管中尿素為研究對象，輸入尿素為尿素泵供給，輸出包括三種：回流閥回流尿素，噴嘴1噴射尿素和噴嘴2噴射尿素。通過控制尿素泵電機占空比可以控制尿素泵電機轉速，從而控制系統(tǒng)輸入流量。建立尿素泵壓力計算物理模型，實時計算尿素泵壓力值。

以上公式中，n

——尿素泵轉速，ρ

——尿素密度，V

——尿素泵每轉提供的尿素體積，P

——尿素泵壓力腔模型壓力，P

——外部空間壓力，C

——回流閥流量系數，A

——回流閥有效流通面積，C

——噴嘴1流量系數，A

——噴嘴1有效流通面積，C

——噴嘴2流量系數，A

——噴嘴2有效流通面積，根據質量守恒方程，建立如下壓力腔的壓力微分方程

，其中，β

為彈性體積模量，V為尿素泵壓力及管路體積：

ΔIVC水平在一定程度上能夠預測容量反應性的好壞[16-18]。在通常情況下，容量反應性良好時，可通過擴容以穩(wěn)定患者的血流動力學，改善組織的血液灌注。而冠狀動脈病變后，可引起冠狀動脈血供急劇減少或中斷，導致相應的心肌發(fā)生嚴重、持久的急性缺血，進而引發(fā)心肌壞死[19]。本研究中，RT-3DE檢測的RAA、RVDd值明顯高于CU檢測結果，ΔIVC值明顯低于CU檢測結果，AF患者ΔIVC水平偏低，表明RT-3DE檢測數據更好顯示出患者的右心室增大。

通過以上三個控制路徑協同，尿素泵可快速響應2個尿素噴嘴間歇或同時噴射導致的泵壓波動，實現單泵雙噴嘴的泵壓穩(wěn)定、精確控制。

3 單泵雙噴嘴控制模型驗證

對于本文建立的控制方案，集成到ECU中進行臺架測試。首先啟用傳統(tǒng)PID控制方式，進行WHTC循環(huán)試驗，然后切換基于模型的控制方式，進行WHTC循環(huán)試驗。基于模型的控制方式的驗證首先用MATLAB建立了尿素噴射系統(tǒng)的Simulink模型，通過離線仿真的方法驗證了該模型可實現泵壓控制，然后在發(fā)動機試驗臺架上對尿素噴射系統(tǒng)進行物理模型試驗測試與驗證，該方案可快速響應尿素噴嘴噴射導致的泵壓波動，泵壓可在設定值附近小范圍波動。最后進行了WHTC循環(huán)下的泵壓力控制效果驗證，并與傳統(tǒng)的PID方式的控制效果進行了對比。兩種泵壓控制方式對比如圖4所示。在WHTC運行中，綠色為尿素泵壓力設定值9bar，藍色為傳統(tǒng)PID控制尿素泵壓力曲線，紅色為基于模型的尿素泵壓力控制曲線。從圖中可以看出，在雙噴嘴同時工作的情況下，尿素泵壓力控制效果優(yōu)于單泵單噴嘴PID控制方案，尿素泵壓力偏差控制在5%以內，優(yōu)于單泵單噴嘴3%以上。從對比結果可以看出，基于模型的控制方法泵壓波動明顯小于傳統(tǒng)PID控制方式。

4 結論

針對雙噴射系統(tǒng)，本文設計了基于模型的尿素泵控制策略，首先根據尿素泵和噴嘴的工作原理構建基于流量壓力的部件物理模型，并通過質量守恒方程建立關于尿素泵壓力的微分方程，通過離散化建立離散壓力模型，然后設計基于逆模型的前饋控制和反饋控制策略，實現尿素泵壓力控制。通過試驗驗證，得到如下結論：

(1)模型壓力能夠反映實際壓力變化，通過模型壓力和設定壓力閉環(huán)可使得泵壓響應更快，泵壓控制更精確。

我把眼光移到楊校長身后的墻上。墻上掛著世界地圖和中國地圖。我知道楊校長是胸懷世界的，可眼前的世界真是太小了，五大洲四大洋加在一起，也不過就那么兩尺來寬。

與國外相比，目前國內征信行業(yè)尚處在市場化起步階段，潛在市場容量相對較大，但行業(yè)內產品質量信用評估標準的統(tǒng)一性、實用性，產品質量信用數據的準確性、孤立性，產品質量監(jiān)管政策的滯后性、針對性等問題需要不斷完善。

(2)基于模型的尿素噴射控制方案壓力控制穩(wěn)定，整個WHTC循環(huán)偏差不超過5%。

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