本文關(guān)鍵詞：柴油機(jī)選擇性催化還原系統(tǒng)控制單元研究

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【摘要】：柴油機(jī)依據(jù)壓縮比高、動(dòng)力性強(qiáng)、熱效率高等優(yōu)點(diǎn),是長(zhǎng)途運(yùn)輸和市政車輛的主要?jiǎng)恿?lái)源。相比汽油機(jī),柴油機(jī)氮氧化物(NO_X)排放量相對(duì)較高,隨著國(guó)Ⅳ和國(guó)Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)的推行,僅靠機(jī)內(nèi)燃燒凈化方式已無(wú)法滿足排放法規(guī)要求,匹配排氣后處理系統(tǒng),降低NO_X排放已成為重要的研究方向。其中,配置選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction,SCR)系統(tǒng)的柴油機(jī)具有高效、減排和發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)少等優(yōu)點(diǎn),目前已成為主流方法。針對(duì)我國(guó)石油資源緊缺,油品中硫含量較高等問題,匹配SCR系統(tǒng)是降低柴油機(jī)車NO_X排放的最佳選擇之一。根據(jù)國(guó)外先進(jìn)的SCR技術(shù),結(jié)合國(guó)內(nèi)柴油機(jī)后處理控制系統(tǒng)的需求,自主研發(fā)SCR系統(tǒng)控制單元,主要完成硬件電路設(shè)計(jì)、底層驅(qū)動(dòng)塊設(shè)計(jì)、SCR檢測(cè)平臺(tái)搭建以及試驗(yàn)分析等內(nèi)容。SCR系統(tǒng)控制單元硬件電路采用“模塊化”的思路設(shè)計(jì),主要完成微控制單元(MCU)模塊、電壓轉(zhuǎn)換的電源管理模塊、傳感器信號(hào)采集的輸入調(diào)理模塊、電磁閥和電機(jī)控制的輸出驅(qū)動(dòng)模塊以及CAN通訊模塊等電路。設(shè)計(jì)中,在芯片的選型、電路的濾波、峰值-保持、防浪涌及抗干擾性等方面進(jìn)行詳細(xì)的分析與研究。基于Matlab/Simulink軟件設(shè)計(jì)飛思卡爾MC9S12XS128單片機(jī)底層驅(qū)動(dòng)塊。重點(diǎn)介紹驅(qū)動(dòng)塊中S函數(shù)、TLC函數(shù)以及模塊封裝的設(shè)計(jì)方法及原則。根據(jù)SCR系統(tǒng)控制需求,完成模擬量(AD)、數(shù)字量輸入(DI)、數(shù)字量輸出(DO)、脈寬調(diào)制(PWM)、定時(shí)器輸入捕捉(IC)、實(shí)時(shí)中斷(RTI)和CAN接受發(fā)送等驅(qū)動(dòng)塊的設(shè)計(jì)。同時(shí),為方便上層用戶的調(diào)用,編寫腳本函數(shù),將所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)塊移植于Matlab/Simulink庫(kù)文件中,以提高系統(tǒng)的開發(fā)效率。運(yùn)用Labview軟件完成上位機(jī)登陸界面和監(jiān)測(cè)界面設(shè)計(jì),結(jié)合信號(hào)發(fā)生器、數(shù)據(jù)采集卡、CAN卡以及步進(jìn)電機(jī)等搭建系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)。選用自主研制的SCR控制單元為樣板,分別進(jìn)行傳感器信號(hào)采集、數(shù)字量信號(hào)處理、脈沖信號(hào)捕捉、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制和CAN通訊模塊的檢測(cè)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:開發(fā)的SCR系統(tǒng)控制單元硬件電路功能穩(wěn)定,底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)可靠,檢測(cè)平臺(tái)滿足系統(tǒng)的研發(fā)要求。為此,柴油機(jī)選擇性催化還原系統(tǒng)控制單元的研究具有一定的實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) SCR系統(tǒng) 硬件電路 底層驅(qū)動(dòng) 檢測(cè)平臺(tái)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK423
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 柴油機(jī)排放控制技術(shù)及路線選擇11-13
• 1.3 SCR系統(tǒng)介紹13-15
• 1.4 柴油機(jī)SCR系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)15-19
• 1.5 本文主要研究工作19-20
• 第二章 控制單元硬件電路設(shè)計(jì)20-34
• 2.1 硬件電路總體設(shè)計(jì)方案20-21
• 2.2 MCU模塊21-22
• 2.3 電源管理模塊22-24
• 2.4 輸入調(diào)理模塊24-26
• 2.5 輸出驅(qū)動(dòng)模塊26-30
• 2.6 CAN通訊模塊30
• 2.7 電路抗干擾分析與設(shè)計(jì)30-33
• 2.8 本章小結(jié)33-34
• 第三章 SCR系統(tǒng)底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)34-52
• 3.1 底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法及原則34-37
• 3.2 MCU底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)37-39
• 3.3 模擬量底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)39-41
• 3.4 數(shù)字量底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)41-43
• 3.5 脈寬調(diào)制底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)43-45
• 3.6 電機(jī)底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)45
• 3.7 定時(shí)器底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)45-47
• 3.8 實(shí)時(shí)中斷底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)47-48
• 3.9 CAN底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)48-50
• 3.10 驅(qū)動(dòng)塊加載設(shè)計(jì)50-51
• 3.11 本章小結(jié)51-52
• 第四章 控制單元檢測(cè)平臺(tái)搭建52-60
• 4.1 檢測(cè)平臺(tái)總體設(shè)計(jì)方案52
• 4.2 上位機(jī)設(shè)計(jì)52-58
• 4.3 檢測(cè)平臺(tái)搭建58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第五章 測(cè)試與驗(yàn)證60-70
• 5.1 上位機(jī)功能測(cè)試60-63
• 5.2 SCR系統(tǒng)控制單元功能測(cè)試63-69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 第六章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 全文總結(jié)70-71
• 6.2 工作展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-77
• 學(xué)術(shù)論文及其他科研成果77

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本文編號(hào)：889899