外文翻譯--并聯(lián)混合動力液壓挖掘機的動態(tài)仿真和優(yōu)化控制策略（中文）

1、1中文 中文 6300 字外文資料譯文浙江大學學報 自然科學版ISSN 1673-565X; SSN 1862-1775并聯(lián)混合動力液壓挖掘機的動態(tài)仿真和優(yōu)化控制策略【摘要】本文的重點是對用于液壓挖掘機的一種混合系統(tǒng)的研究。首先，對 混合動力液壓挖掘機的結(jié)構和評價目標進行分析；其次建立包括蓄電池、電 動機和發(fā)動機的動態(tài)系統(tǒng)模型作為仿真環(huán)境來獲得控制的結(jié)果；然后提出了 一種既具有閉環(huán)比例積分控制又具有直接轉(zhuǎn)矩控制的所謂的多工作點動態(tài)控 制

2、策略，并且在仿真模型的基礎上對該策略進行分析研究，最終仿真結(jié)果表 明通過該控制策略控制的混合系統(tǒng)可以滿足功率的要求，并且能夠達到更好 的系統(tǒng)穩(wěn)定性和更高的效率?！娟P鍵詞】混合系統(tǒng) 液壓挖掘機 多工作點動態(tài)控制 直接轉(zhuǎn)矩控制簡介：人 們 對 提 高 燃 料 效 率 和 減 少 排 放 的 渴 望 促 進 了 更 多 混 合 動 力 汽 車 的 出 現(xiàn)。此外，在過去的五年中有相當數(shù)量

3、的研究都是關于混合動力系統(tǒng)的。然 而，這些研究并沒有對混合動力的工程機械加以重視，尤其是混合動力的液 壓挖掘機。實際的實驗和文獻數(shù)據(jù)表明液壓挖掘機所要求的能量具有短的周期性和 劇烈的波動性，因此發(fā)動機就不能持續(xù)的工作在它的高的燃油效率邊界處， 這樣就必須對具有混合動力系統(tǒng)的液壓挖掘機加以研究以節(jié)約能源和減少排 放。通常，一個混合動力系統(tǒng)是由一個串聯(lián)或者并聯(lián)有一個電動機或發(fā)電機 的內(nèi)燃機來驅(qū)動的。發(fā)動機提供主要的能量，同時電動機提供可以通

4、過再次 產(chǎn)生或是存儲來自發(fā)動機的額外的能量提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和燃油效率的波動性 能量。由于在液壓挖掘機和汽車之間負載的不同要求，這種應用于混合動力汽3以 以混合或者各自單獨的方式向液壓泵傳 遞能量。同樣電動機可以捕獲發(fā)動機額外的能量。幾年以前一個 5 噸的液壓挖 掘機已經(jīng)在我們實驗室制造成功。本課 題的目的是制造一臺 5 噸的混合動力的 液壓挖掘機。圖 1在混合動力液壓挖掘機系統(tǒng)中，我 們把重點放在燃油效率和于傳統(tǒng)液壓挖 掘機相比有少的

5、排放上邊。更重要的是，我們應用 Matlab/Simulink 組建對所提出 的控制策略和系統(tǒng)的 動態(tài)響應特性 進 行 仿 真 分 析 以 確 定 在 該 系 統(tǒng) 控 制 下 的 發(fā) 動 機 能 否 工 作 于 其 燃 油 高 效 邊 界 上。并聯(lián)混合動力液壓挖掘機有一個發(fā)動機和一個電動機，發(fā)動機和電動機 都通過聯(lián)軸器聯(lián)接在同一根軸上，以同樣的速度運作。在忽略系統(tǒng)損耗的情

6、況下負載轉(zhuǎn)矩、電動機轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩之間的平衡如等式（1）所示。換句話說，控制的目標就是合理的分配電動機和發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩，使 Te 保持不變并使 Tm 跟隨 Tl 波動。Tl=Tm+TeTl 為負載所需轉(zhuǎn)矩，Te 為電動機輸出轉(zhuǎn)矩，Tm 為發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)模型建立：為了獲得液壓挖掘機在使用混合動力系統(tǒng)后所能達到的所有效果，可以 利用混合動力液壓挖掘機的模型主要是動力部分模型進行仿真。盡管，混合 動力液壓挖掘機建模工作