混合動(dòng)力起重機(jī)協(xié)調(diào)控制算法的研究與仿真.pdf

1、面對日趨嚴(yán)重的資源短缺與環(huán)境惡化問題，尋求社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與資源、環(huán)境相互促進(jìn)與協(xié)調(diào)發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展模式正在成為世界性潮流。傳統(tǒng)起重機(jī)由于其用量大、耗油高、排放差、負(fù)載重力勢能浪費(fèi)等原因，已成為節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域普遍關(guān)注的重要對象之一。因此，高效、節(jié)能、環(huán)保型的起重機(jī)一直是國內(nèi)外起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)追求的主要目標(biāo)。
　　 起重機(jī)節(jié)能研究主要包括如下三個(gè)方面：改善發(fā)電機(jī)組性能、采用油改電技術(shù)以及采用混合動(dòng)力技術(shù)。改善發(fā)電機(jī)組性能，是通過優(yōu)化發(fā)電機(jī)組

2、控制算法，提高發(fā)電機(jī)組效率來達(dá)到降低油耗、節(jié)省成本的目的，但該技術(shù)節(jié)能空間有限；采用油改電技術(shù)，利用性價(jià)比高于燃油的電能達(dá)到節(jié)能的目的。但存在投入成本高，供電線纜鋪設(shè)使現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜化，起重機(jī)轉(zhuǎn)場不靈活，負(fù)載勢能未利用或回收不合理等問題；采用混合動(dòng)力技術(shù)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)裝機(jī)容量，利用超級電容器回收負(fù)載勢能并與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，能源充分利用的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。鑒于前兩者的優(yōu)缺點(diǎn)，采用混合動(dòng)力技術(shù)，改進(jìn)發(fā)電機(jī)組性能，降低發(fā)動(dòng)機(jī)裝機(jī)容量。超級電

3、容瞬時(shí)高功率的特性，可以避免要求發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)和蓄電池提供瞬間大功率的特殊要求，同時(shí)超級電容器還可以迅速吸收和釋放再電能量，從而節(jié)約能源，減少排放污染。利用超級電容充分回收負(fù)載勢能，提高系統(tǒng)能量利用率，制定系統(tǒng)最優(yōu)控制策略是本系統(tǒng)的主要思路與目標(biāo)。
　　 本文對整個(gè)混合動(dòng)力起重機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析，擬定混合動(dòng)力起重機(jī)能量控制策略。并基于MATLAB系統(tǒng)的Simulink建立了整機(jī)的仿真模型。分析研究混合動(dòng)力起重機(jī)的能量流，重點(diǎn)對系統(tǒng)的

4、柴油發(fā)電機(jī)組和三大機(jī)構(gòu)與超級電容協(xié)調(diào)工作以及維持直流母線電壓恒定的協(xié)調(diào)控制進(jìn)行了分析。
　　 本文主要工作概括內(nèi)容如下：
　　 首先，論述了起重機(jī)研究的背景與重要意義，混合動(dòng)力起重機(jī)系統(tǒng)的主要組成。詳盡論述了包括柴油發(fā)電機(jī)組，超級電容和雙向DC/DC變換器的工作原理。
　　 其次，在分析了混合動(dòng)力起重機(jī)動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)上，對該機(jī)進(jìn)行能量流分析，并建立可在Simulink仿真的各部件數(shù)學(xué)模型和整機(jī)數(shù)學(xué)模型。重點(diǎn)論述混