混合動力液壓挖掘機控制策略設(shè)計與參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、液壓挖掘機由于其用量大、耗油高、排放差，已逐漸成為節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域關(guān)注的主要對象之一，高效、節(jié)能一直是國內(nèi)外液壓挖掘機生產(chǎn)企業(yè)追求的主要目標(biāo)。改善發(fā)動機-液壓系統(tǒng)一執(zhí)行器整個傳動鏈的全局功率匹配是開展液壓挖掘機節(jié)能研究的一個重要方向，但負載波動引起發(fā)動機工作點大范圍變化，進而導(dǎo)致發(fā)動機燃油消耗大、排放和噪聲性能差。本論文主要研究采用混合動力驅(qū)動系統(tǒng)來改善發(fā)動機工作條件的方法和理論，并通過仿真實驗對研究成果進行驗證。 論文首先將液壓挖

2、掘機全局功率匹配方面的研究歸納為“后向全局功率匹配”和“前向全局功率匹配”兩大類，指出了它們各自在工程應(yīng)用方面的欠缺。提出基于混合動力系統(tǒng)實現(xiàn)后向全局功率匹配的改進方案，闡明了系統(tǒng)實現(xiàn)全局功率匹配的原理和系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能。 混合動力系統(tǒng)中發(fā)動機和電機之間的能量分配控制策略的設(shè)計是實現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)的關(guān)鍵，論文接著對這一核心內(nèi)容和技術(shù)難點進行了重點研究，對用于并聯(lián)式混合動力汽車上的電氣輔助控制策略進行了分析，并設(shè)計了定工作點控制策略

3、和模糊控制策略。 隨后，論文搭建了混合動力系統(tǒng)仿真平臺，對傳統(tǒng)液壓挖掘機和各控制策略下的混合動力液壓挖掘機進行了仿真對比分析，在沒有涉及取消怠速、瞬態(tài)油耗減少和能量回收等節(jié)能環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，電氣輔助、定工作點和模糊控制策略下的液壓挖掘機仍分別比傳統(tǒng)機型降低油耗0.48％、5.1％和6.09％。 最后，論文以燃油經(jīng)濟性為目標(biāo)函數(shù)，電池的荷電狀態(tài)上、下限為設(shè)計變量，利用遺傳算法對電氣輔助控制策略下的混合動力系統(tǒng)進行了單目標(biāo)優(yōu)化