船舶柴油机SCR系统尿素喷射量控制方法和相关产品与流程

本申请涉及船舶柴油机scr系统控制，特别是涉及一种船舶柴油机选择性催化还原(selective catalytic reduction，scr)系统尿素喷射量控制方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、船舶柴油机scr系统可以将船舶柴油机排出的nox与尿素水溶液热分解产生的nh3进行氧化还原反应，生成h2o和n2，从而降低排放至空气中的nox量，因此，船舶柴油机scr系统中最关键的问题是选定尿素水溶液喷射量。

2、若尿素喷射量过多，则会导致分解出的部分nh3逸出，对环境造成二次污染；若尿素喷射量过少，则无法分解出足量的nh3与nox发生氧化还原反应，导致nox转化率较低。传统技术中，可以通过提前标定好的不同工况尿素喷射脉谱图来控制尿素喷射量，但是，该方法标定工作量大，控制精度不高，达不到规定的减排要求。

技术实现思路

1、基于此，本申请实施例提供一种船舶柴油机scr系统尿素喷射量控制方法、装置、设备和存储介质，能够提高尿素喷射量的控制精度，从而提高船舶柴油机scr系统nox的转化效率，达到规定的减排要求。

2、第一方面，本申请实施例提供一种船舶柴油机scr系统尿素喷射量控制方法，包括：

3、获取船舶柴油机scr系统在上一时刻的nox目标转换率、nox实际转换率、nox转换误差和控制参数值；其中，所述控制参数包括所述船舶柴油机scr系统中pid控制器的比例参数、积分参数以及微分参数；

4、根据上一时刻的nox目标转换率、nox实际转换率、nox转换误差和控制参数值更新滑模自适应控制器的网络参数值；其中，所述滑模自适应控制器包括滑模等效控制部分和滑模切换控制部分，所述滑模等效控制部分通过第一神经网络来实现，所述滑模切换控制部分通过第二神经网络来实现；

5、根据上一时刻的nox目标转换率、nox实际转换率和nox转换误差，通过更新后的所述滑模自适应控制器，确定所述船舶柴油机scr系统在当前时刻的控制参数值；

6、根据当前时刻的控制参数值，通过所述pid控制器控制尿素喷射量。

7、第二方面，本申请实施例提供一种船舶柴油机scr系统尿素喷射量控制装置，包括：

8、获取模块，用于获取船舶柴油机scr系统在上一时刻的nox目标转换率、nox实际转换率、nox转换误差和控制参数值；其中，所述控制参数包括所述船舶柴油机scr系统中pid控制器的比例参数、积分参数以及微分参数；

9、更新模块，用于根据上一时刻的nox目标转换率、nox实际转换率、nox转换误差和控制参数值滑模自适应控制器的网络参数值；其中，所述滑模自适应控制器包括滑模等效控制部分和滑模切换控制部分，所述滑模等效控制部分通过第一神经网络来实现，所述滑模切换控制部分通过第二神经网络来实现；

10、第一确定模块，用于根据上一时刻的nox目标转换率、nox实际转换率和nox转换误差，通过更新后的所述滑模自适应控制器，确定所述船舶柴油机scr系统在当前时刻的控制参数值；

11、控制模块，用于根据当前时刻的控制参数值，通过所述pid控制器控制尿素喷射量。

12、第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请实施例第一方面提供的船舶柴油机scr系统尿素喷射量控制方法的步骤。

13、第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例第一方面提供的船舶柴油机scr系统尿素喷射量控制方法的步骤。

14、本申请实施例提供的技术方案，获取船舶柴油机scr系统在上一时刻的nox目标转换率、nox实际转换率、nox转换误差和控制参数值；其中，控制参数包括船舶柴油机scr系统中pid控制器的比例参数、积分参数以及微分参数；根据上一时刻的nox目标转换率、nox实际转换率、nox转换误差和控制参数值更新滑模自适应控制器的网络参数值，该滑模自适应控制器包括滑模等效控制部分和滑模切换控制部分，且滑模等效控制部分通过第一神经网络来实现，滑模切换控制部分通过第二神经网络来实现；根据上一时刻的nox目标转换率、nox实际转换率和nox转换误差，通过更新后的滑模自适应控制器，确定船舶柴油机scr系统在当前时刻的控制参数值；根据当前时刻的控制参数值，通过pid控制器控制尿素喷射量。也就是说，通过第一神经网络实现滑模自适应控制器中滑模等效控制功能，以及通过第二神经网络实现滑模自适应控制器中滑模切换控制功能，并能够结合尿素喷射量自适应地更新滑模自适应控制器的网络参数值，降低干扰因素对控制过程的影响，使得确定出的当前时刻的pid控制器控制参数值准确性较高，从而提高了尿素喷射量的控制精度，进而提高了nox的转化率，达到规定的减排要求。

技术特征：

1.一种船舶柴油机scr系统尿素喷射量控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取船舶柴油机scr系统在上一时刻的nox目标转换率、nox实际转换率、nox转换误差和控制参数值之前，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定滑模自适应控制器的初始网络参数值，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据种群的适应度方差，对种群的全局最优值进行变异，得到种群的变异全局最优值，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定各粒子的权重，包括：

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一神经网络和所述第二神经网络的类型为反向传播bp神经网络。

7.一种船舶柴油机scr系统尿素喷射量控制装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本申请提供一种船舶柴油机SCR系统尿素喷射量控制方法、装置、设备和介质。该方法包括：获取船舶柴油机SCR系统在上一时刻的NO<subgt;X</subgt;目标转换率、NO<subgt;X</subgt;实际转换率、NO<subgt;X</subgt;转换误差和控制参数值；根据上一时刻的NO<subgt;X</subgt;目标转换率、NO<subgt;X</subgt;实际转换率、NO<subgt;X</subgt;转换误差和控制参数值更新滑模自适应控制器的网络参数值；滑模自适应控制器包括滑模等效控制部分和滑模切换控制部分，滑模等效控制部分通过第一神经网络来实现，滑模切换控制部分通过第二神经网络来实现；根据上一时刻的NO<subgt;X</subgt;目标转换率、NO<subgt;X</subgt;实际转换率和NO<subgt;X</subgt;转换误差，通过更新后的滑模自适应控制器，确定SCR系统在当前时刻的控制参数值；根据当前时刻的控制参数值，通过PID控制器控制尿素喷射量。该方法提高尿素喷射量控制精度。

技术研发人员：项勇兵,张洪伟,董米哲
受保护的技术使用者：广东广船国际海洋科技研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13