基于Simulink仿真的SCR化学反应动力学模型研究

现阶段SCR(Selective Catalytic Reduction)技术是柴油机降低尾气中NOX的最主要手段之一。随着日趋严格的排放法规的实施,要求SCR后处理系统具备更精确更稳定的控制。基于化学反应动力学的氨储闭环模型是SCR系统尿素喷射控制策略的研究方向之一。本文基于Matlab/Simulink建立的SCR化学反应模型,结合台架及整车试验,可以更高效的优化调整各反应参数,从而使得整个SCR控制系统的精确度、灵活性以及稳定性进一步提高。     

利用AMESim的SCR系统尾气处理泵的优化设计与仿真研究

AMESIM是由法国Imagine公司推出的高性能建模、仿真和动态分析软件。在对SCR系统尾气处理泵(即电磁计量泵)工作原理及其运动进行理论分析的基础上,利用AMESim仿真软件对其进行了建模与仿真,并建立了SCR系统尾气处理泵的运动方程、流量方程和仿真模型。通过改变不同的参数,研究分析尾气处理泵的流量变化,使仿真结果进一步指导泵的研究和设计。     

柴油机NO_X排放预测模型研究

选择催化还原法(SCR)作为柴油机尾气排放机外控制的有效方法之一,正得到不断的发展和推广应用。针对SCR技术中尿素喷射控制的难点,并结合系统部分输入已知的特点,提出了应用一种带有外部输入的线性/非线性自回归模型(GNARX模型),将净扭矩、增压机转速和油门踏板位置这3个序列作为模型外部输入,对柴油机氮氧化物(NOX)原机排放量做出预测预报。结果表明,GNARX模型对NOX原机排放量的建模预测精度高于GNAR和ARX模型,可为柴油机SCR系统尿素喷射控制提供了可靠的数据反馈。     

尾气处理泵的建模与仿真研究

在对SCR系统尾气处理泵工作原理及其运动进行理论分析的基础上,利用AMESim仿真软件对其进行了建模与仿真,并建立了SCR系统尾气处理泵的运动方程、流量方程和仿真模型。通过改变不同的参数,研究分析尾气处理泵的流量变化,使得仿真结果进一步指导泵的研究设计。     

基于ARX-FCM的盾构机液压推进系统故障诊断方法

针对盾构机液压推进系统的智能故障诊断系统设计的相关问题,以中铁十四局在工程项目中使用的泥水盾构机为研究对象,介绍了盾构机液压推进系统的工作原理,利用故障影响模式及危害性分析(Failure Mode, Effects and Criticality Analysis, FMECA)方法对推进系统的故障模式和故障机理进行了梳理总结,并根据推进系统的工作原理,结合AMESim软件建立了系统的仿真模型,通过修改模型参数模拟出液压缸泄漏、溢流阀泄漏、换向阀泄漏、调速阀损坏4种常见故障模式。在此基础之上,提出基于有源自回归(Auto-Regressive with Extra Inputs, ARX)模型和模糊C-均值聚类(Fuzzy C-means, FCM)聚类相结合的故障诊断方法,该方法利用ARX模型对多传感器数据进行融合,提取不同故障模式的故障特征,并通过FCM算法根据故障特征对不同的故障模式进行诊断识别。仿真结果表明,基于ARX-FCM的故障诊断方法可以对每种故障模式进行精准的识别,能够有效的应用于盾构机液压推进系统的故障诊断系统设计中。     

EMD辅助相关系数SVD的单向阀故障诊断

单向阀是往复式高压隔膜泵的关键部件,其故障振动信号常遭受强噪声污染,导致故障特征难以检测。针对这一问题,提出一种经验模态分解(EMD)辅助相关系数奇异值分解(SVD)的单向阀故障诊断方法。该方法首先将单向阀振动信号进行EMD分解,并将分解得到的本征模态函数(IMF)进行重构;然后将重构信号输入到相关系数SVD系统中进行二次分解,并用相关系数法筛选出包含故障特征信息的分量信号;最后对有效分量信号进行希尔伯特包络谱分析,实现单向阀故障诊断。仿真结果表明,提出方法解决了强噪声背景下故障特征提取困难的问题;实测数据表明,该方法能够有效检测出单向阀故障。     

柴油发动机模拟排气试验台的研制

设计并建造了一个模拟多种柴油机尾气的试验台.试验台的热源由柴油燃烧提供,烟气的温度和流量由控制系统调节实现.试验台能够模拟出和实际柴油机工作时尾气特性(温度、压力、流量)相似的热烟气.模拟的柴油机尾气的试验台和SCR(选择性催化还原)系统相结合,可以降低试验成本,并使试验的可信度更高,为给定热源条件下SCR系统的设计提...     

飞机起落架液压收放系统故障诊断方法研究

针对飞机起落架的动态载荷导致液压收放系统发生功能失效的问题,在飞机起落架液压收放系统结构和动力学模型的基础上,采用基于模型和故障响应动态观测器的方法对飞机起落架液压收放系统进行故障诊断,并在飞机起落架液压收放系统故障管理实验台架上进行故障模拟,试验结果验证了故障诊断方法的准确性以及故障响应的鲁棒性。     

尿素箱水加热电磁阀失效模式及监测方法的研究

随着国家对环境污染问题的日益重视,对于汽车尾气排放的要求也越来越严格。目前,国内消除尾气中的NOX(氮氧化物)主要技术路线是通过SCR(选择性催化还原)技术,利用尿素的还原性将NOX还原成N2。针对尿素低温结晶特性,尿素箱水加热电磁阀控制发动机冷却水对尿素箱进行加热,其失效会使尿素溶液过加热,导致尿素溶液性能下降,从而发生SCR转换效率过低问题。本文主要从尿素箱水加热电磁阀工作原理、控制逻辑出发,研究市场常见的失效模式,并提出一种监测方法,便于高效的判断故障点,避免引起后处理故障。     

试论基于SCR技术的船舶柴油机尾气处理系统

SCR技术在船舶柴油机尾气处理装置中有重要的应用,能够有效降低船舶氮氧化物的排放量。本文首先对SCR的应用发展现状,以及SCR技术在研究发展中存在的问题做简要的分析,从SCR技术的工作原理、结构的组成、SCR的工作流程、关键设备催化反应器几方面为出发点,探讨基于SCR技术的船舶柴油机尾气处理系统。     

应用深度学习的生成对抗网络行星齿轮箱故障诊断技术研究

为了提高旋转机械传动系统的安全性和可靠性,降低维护维修费用,本文研究了一种少样本信息情况下的行星齿轮箱故障诊断方法。针对故障诊断模型建立中的样本不均衡问题,通过生成对抗网络(GAN)的对抗学习机制,实现对振动信号的特征提取。训练生成器学习原始故障样本的分布特点,产生补充的故障数据样本,进而建立更加精确的GAN故障诊断模型。通过实验平台采集多种工况下的故障样本,进行故障诊断模型训练,实验表明在诊断样本信息不足的情况下,GAN故障诊断模型可以有效提高诊断精度。     

基于SCR的便携式汽车尾气后处理系统检测诊断箱开发

通过市场需求分析,独立的柴油车后处理故障诊断系统并不多见,且价格昂贵,在中小型汽修企业的日常检修中使用率不高。从机械、电气、程序三方面进行设计,开发了基于SCR技术的便携式汽车尾气后处理故障检测诊断箱,并通过技术优势和经济社会效益分析,结果表明:便携式汽车尾气SCR故障诊断箱故障定位精准、安全等级高、用户体验快捷,具有巨大市场潜力。     

排气分析与发动机故障检测的研究

发动机工作情况与燃烧质量直接关系,而发动机尾气可反应对混合气的燃烧情况。通过检测和分析发动机不同工况下尾气的成分,可以判断发动机各系统是否正常,也可以据此对汽油发动机系统进行故障诊断。本文介绍混合气的燃烧过程、废气的生成、利用发动机尾气分析结果对发动机各系统进行故障诊断的方法。     

基于IVMD与改进KELM的发动机故障诊断

为从含有较强噪声的缸盖振动信号中提取有效的故障特征并进行故障分类,提出了采用独立变分模态分解(independent variational mode decomposition,简称IVMD)与改进核极限学习机(improved kernel extreme learning machine,简称IKELM)的发动机故障诊断方法。首先,根据频谱循环相干系数选取匹配波形对信号进行端点延拓,并利用变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)将延拓后信号分解为一系列固有模态分量,有效抑制了VMD中的端点效应;其次,选取有效分量作为输入观测信号,进行核独立成分分析,进一步分离干扰噪声与有效信号,并消除模态混叠,得到相互独立的有效故障特征频带,进而提取各频带的自回归模型参数、多尺度模糊熵和标准化能量矩构建故障特征向量集;最后,建立基于社会情感优化算法的IKELM分类模型,对故障特征进行分类,实现发动机故障诊断。仿真和实验结果表明,所提出的方法可有效抑制VMD的端点效应,提高信号分解精度,消除噪声干扰并分离出相互独立的有效故障特征频带,增强特征参数辨识度,最终提高发动机故障诊断速度与精度,发动机故障诊断平均准确率达到99.85%。     

风机行星齿轮系统齿轮裂纹故障诊断

针对风力发电机实际行星齿轮系统,由于幅值及相位调制现象(各种制造误差不可避免等原因所导致)带来的故障诊断难题,搭建了含各种制造误差的动力学模型。模型考虑了出现裂纹故障以后,故障对时变啮合刚度以及传递误差的影响,通过数值求解,对比行星轮、太阳轮以及齿圈出现故障后与正常齿轮系统的包络谱结构特性,总结了故障特征频率。在风力发电机齿轮箱实验台上进行裂纹故障试验验证,结果表明所总结的故障特征频率可以作为风力发电机裂纹故障诊断及定位的依据。     

SCR烟气脱硝系统自适应混合动态模型

随着火电厂环保要求的不断提高,选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统得到了广泛的应用。准确的动态模型是SCR运行优化的基础,在机理模型的基础上,利用核偏最小二乘(KPLS)模型修正机理模型偏差,构建了SCR脱硝系统的自适应混合动态模型。利用现场实际运行数据验证了模型的有效性,并与机理和数据模型进行了对比。对比结果表明,自适应混合模型结合了机理和数据模型的优点,准确描述了SCR脱硝反应的动态过程,具有更高的拟合和预测精度。     

EEMD与HMM在齿轮故障诊断方法中的研究

为了解决EMD方法存在的模态混叠的问题,更加精确有效的利用振动信号进行齿轮的故障识别和诊断,提出一种将总体平均经验模态分解(EEMD)和隐马尔科夫模型(HMM)结合的齿轮故障诊断方法.首先对采集到的原始齿轮振动信号进行EEMD处理,获得包含主要故障信息的各阶固有模态函数(IMF)分量,以能量为元素,提取并构造特征向量,...     

利用增强多尺度模糊熵的齿轮故障诊断方法

为克服多尺度模糊熵(MFE)在刻画齿轮故障信息时存在的不足,对其进行改进,提出增强多尺度模糊熵(EMFE)的概念,并由此提出基于EMFE的齿轮故障诊断新方法.相比于MFE,EMFE的序列粗粒化过程不存在信息泄露,并且能够保证熵值计算的稳定性,能够更为准确的对信号包含的信息进行刻画.齿轮故障诊断实例结果表明,以EMFE作为故障特征输入支持向量机(SVM)中进行故障诊断,可以有效提高故障诊断的精度.     

重型柴油机SCR转化效率影响因素研究

为了研究国六重型柴油机选择性催化还原(SCR)系统NOx转化效率影响因素,文章采用计算流体力学(CFD)和化学反应动力学相结合的方法,对SCR催化器系统进行了数值仿真和试验验证。结果表明:SCR催化器最佳反应温度范围在180～550℃,催化器转化效率达到95%以上,不同氨氮比对NOx转化效率有一定的影响,存在一个临界氨氮比,达到该临界值后NO_x转化效率趋于稳定而氨泄漏量增加;通过前置氧化型催化转化器(DOC)可在排气中增加NO_2的质量分数,可以提高催化器转化效率且使NO_x转化效率都能保持在较高水平,也可以除去大部分尾气中的CO和HC,达到排放标准。