非恒壓網(wǎng)絡二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)新型能量轉(zhuǎn)換儲存關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)具有能量回收和重新利用的功能，在工程實踐中有著廣闊的應用前景。二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)在恒壓網(wǎng)絡工作時，壓力基本恒定，蓄能器的壓力變化范圍較小，能量的回收、轉(zhuǎn)換儲存和重新利用受到了限制。所以，研究人員提出了兩個解決方法:一是讓二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)在非恒壓網(wǎng)絡中工作，從而增大了液壓系統(tǒng)的工作壓力范圍;另一個是在液壓系統(tǒng)中采用液壓變壓器對工作壓力進行無級調(diào)節(jié)。
　　本文針對恒壓網(wǎng)絡中壓力變化小，限制了能量的回收和再利用等問題，在恒壓網(wǎng)

2、絡二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)基礎上，提出了非恒壓網(wǎng)絡二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)，研究了非恒壓網(wǎng)絡二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)的理論基礎與關(guān)鍵技術(shù)。主要對葉片式二次元件與液壓變壓器的結(jié)構(gòu)、參數(shù)、性能，新型蓄釋能裝置的結(jié)構(gòu)方案與主要技術(shù)參數(shù)，二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)的智能控制策略，及非恒壓網(wǎng)絡中二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)的性能進行研究。論文的主要內(nèi)容包括:
　　分析了非恒壓網(wǎng)絡二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)與恒壓網(wǎng)絡二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)的異同，基于流量耦聯(lián)的非恒壓網(wǎng)絡二次調(diào)

3、節(jié)靜液傳動系統(tǒng)適用于單個負載或并聯(lián)相同工況的多個負載工況，而基于壓力耦聯(lián)的恒壓網(wǎng)絡二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)則更適合于并聯(lián)多個不同工況負載。研究了非恒壓網(wǎng)絡二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)的節(jié)能原理和節(jié)能特點。
　　本文對單、雙作用葉片式二次元件與液壓變壓器的結(jié)構(gòu)、參數(shù)、性能等問題進行了研究，探討了其變量控制方法和變量機構(gòu)方案，并設計了單、雙作用葉片式二次元件與液壓變壓器的幾種變量裝置，研制了單、雙作用葉片式二次元件，并對其轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性和流量特性進

4、行了仿真研究。
　　本文針對非恒壓網(wǎng)絡中靜液傳動系統(tǒng)能量回收與再利用受負載變化影響大的缺點，提出一種新型能量蓄存與釋放的控制方法并進行相關(guān)理論研究，研究了蓄能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，設計了新型蓄釋能裝置，該裝置由兩個及兩個以上的蓄能回路構(gòu)成，每個蓄能回路都是可控的。分析了蓄釋能裝置的儲能總?cè)莘e、最高與最低壓力，及各蓄能控制回路的壓力分配等。
　　本文針對葉片式二次元件與液壓變壓器不同負載工況下，可控性受外界干擾影響較大及二次調(diào)節(jié)

5、靜液傳動系統(tǒng)的時滯、時變、非線性等不確定因素，根據(jù)實時控制的要求，設計了兩種控制器:一種是基于Hamiltonian泛函法的H∞控制器，用于公交客車并聯(lián)式二次調(diào)節(jié)混合動力傳動系統(tǒng)與挖掘機挖斗二次調(diào)節(jié)舉升裝置性能的仿真研究;另一種是充分利用模糊控制算法、神經(jīng)網(wǎng)絡算法和專家控制算法的優(yōu)點，設計了一種復合智能控制算法，用于混合動力傳動系統(tǒng)性能的試驗研究。根據(jù)靜液傳動系統(tǒng)智能協(xié)調(diào)控制的要求，復合智能控制是通過設置控制系統(tǒng)最大誤差和最小誤差的閾值

6、及其變化率的閾值，并與反饋控制信號的誤差及其變化量進行比較，發(fā)出不同的指令信號，對二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)進行實時控制?；贖amiltonian泛函法的構(gòu)建了二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)的Hamiltonian形式，設計了基于Hamiltonian泛函法的二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)的H∞控制器。通過Hamiltonian泛函法，系統(tǒng)的動態(tài)特性明顯得到了改善，具有較強的抗干擾能力和良好的魯棒性，系統(tǒng)無超調(diào)，響應速度快，靜態(tài)誤差小。
　　本文將上述研

7、究的關(guān)鍵技術(shù)應用到公交客車中，設計開發(fā)了公交客車并聯(lián)式二次調(diào)節(jié)混合動力傳動系統(tǒng)，研究了混合動力傳動系統(tǒng)的控制策略、系統(tǒng)主要元件及參數(shù)匹配;建立了傳動系統(tǒng)各元件的數(shù)學建模及系統(tǒng)的開環(huán)模型、閉環(huán)模型;對公交客車并聯(lián)式二次調(diào)節(jié)混合動力性能進行了轉(zhuǎn)速控制、扭矩控制、功率控制的性能仿真分析。探索了公交客車制動能量回收、轉(zhuǎn)換儲存和再利用規(guī)律。扭矩控制慣性能回收效率最大，制動時間最短;轉(zhuǎn)速控制慣性能回收效率次之，制動時間次之;功率控制慣性能回收效率最

8、小，制動時間最長。還將上述研究的關(guān)鍵技術(shù)應用到挖掘機中，設計了挖掘機挖斗二次調(diào)節(jié)液壓舉升裝置的結(jié)構(gòu)，分析了其工作過程，探討了其節(jié)能機理，建立了液壓舉升裝置舉升和下降過程的數(shù)學模型，并對二次調(diào)節(jié)液壓舉升裝置的工作性能進行了研究。
　　基于二次調(diào)節(jié)靜液傳動系統(tǒng)的性能實驗平臺上，對公交客車并聯(lián)式二次調(diào)節(jié)混合動力傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制、扭矩控制、功率控制性能進行了模擬實驗，實驗結(jié)果與仿真結(jié)果吻合較好。還在長江牌CJ6920G4C10H客車底盤