燃气内燃机脱硝系统具备非线性、大时滞和多扰动的特性，采用传统控制策略难以满足严苛的NOx排放标准。针对上述问题，需开发具备抗扰动能力的控制器，提高脱硝系统的动态响应能力，实现对NOx排放浓度的精确控制。
本文以沼气内燃机脱硝系统为研究对象，基于自抗扰技术搭建了控制器仿真模型，并进行参数整定。在此基础上完成了控制器的设计与软硬件开发，其性能在实际脱硝系统中得到验证。本文主要研究内容如下：
（1）进行了沼气内燃机脱硝系统自抗扰控制器仿真模型搭建工作。通过分析内燃机SCR装置属性，提炼出其简化数学模型；然后对自抗扰控制技术进行研究，设计出二阶自抗扰控制器，并结合控制对象，建立了脱硝系统控制器仿真模型。
（2）完成了自抗扰控制器参数整定与抗扰动仿真分析。通过经验整定法对控制器部分参数进行了初步整定；然后利用改进粒子群算法对补偿因子与误差反馈增益进行整定优化，并形成了完整的自抗扰控制器仿真模型；最后对其抗扰动性能与沼气机原机变工况测试的适用性进行了仿真分析。
（3）进行了自抗扰控制器的软硬件设计。针对控制器需具备自抗扰控制、排放数据无线传输与人机交互的功能需求，进行了重要部件选型以及相关功能电路的原理图设计并编写了SCR自抗扰控制逻辑算法以及排放数据的采集、解析和传输程序；然后对控制器的PCB进行了布局设计与电磁兼容优化，最后开发了控制器人机交互单元并进行了功能设计。
（4）开展了自抗扰控制器的调试与实地沼气机脱硝测验工作。首先进行了控制器功能测试；最后对沼气机加装自抗扰控制器与催化器，进行了单工况与变工况脱硝测试。结果表明，自抗扰控制器能将沼气机排放NOx控制在目标值附近，具有较高的抗扰动性与动态响应能力。
关键词：沼气内燃机；脱硝系统；自抗扰控制；数据无线传输；人机交互
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