串联式混合动力装载机动力系统参数匹配及控制策略研究

发布时间：2017-03-19 07:04

  本文关键词：串联式混合动力装载机动力系统参数匹配及控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：装载机是一种用量大、能耗高、排放差、效率低的工程机械,因此研究其节能减排技术具有非常重要的意义。论文结合国家自然科学基金“多动力源混合驱动工程车辆的全工况极值载荷度量与外推智能优化(No.51375202)”项目,以国内某1.8t装载机为原型,测试并分析装载机性能,发现装载机载荷波动比较大,并且动力系统中的动力源发动机主要工作在低效区,因此为提高装载机工作性能和燃油经济性,论文根据装载机作业工况和系统结构制定了相应的控制策略,并对其动力系统进行参数匹配,并通过仿真进行验证。具体研究工作如下:第一,传统装载机性能测试。根据装载机作业工况确定测试方案,选定合适的传感器,对传感器进行标定并将测试仪器安装在装载机上,最后对测试数据进行处理与分析。结果表明装载机工作载荷具有极强的规律性和周期性;传动轴和泵的功率变化频繁,并且波动很大。第二,提出串联式前后桥独立驱动装载机电机转矩动态分配控制策略。通过对传统装载机载荷和目前所有的混合动力构型分析,使用串联式前后桥独立驱动装载机结构型式和恒温器-功率跟随型控制策略,将发动机功率和超级电容SOC(State of Charge)值限制在一定工作区间内,并提出对前后桥电机转矩进行动态分配控制策略。结果表明对发动机和超级电容的控制可以提高装载机燃油经济性,对电机的控制可进一步提高装载机经济性。第三,混合动力装载机参数匹配和建立系统仿真模型。通过分析传统装载机工作载荷和选定的控制策略,对发电机组、驱动电机、超级电容等核心部件进行参数匹配并对搭建系统仿真模型。结果表明根据工作载荷分布进行参数匹配可以使混合动力装载机在满足动力性能前提下,实现节能减排的效果。第四,传统装载机和混合动力装载机仿真数据对比分析。通过仿真分析不同工况下装载机经济性和动力性,混合动力装载机在满足整车动力性条件下,提高了燃油经济性。结果表明电机转矩平均分配和电机转矩动态分配混合动力装载机相比于传统装载机,在测试“V”工况下节油率分别可达12.8%和15.3%,在极限“V”工况下分别可节油10.6%和14.4%,在满载直线行驶工况下可节油17.8%和18.6%。论文提供混合动力装载机的研究方法,先通过分析传统装载机性能,再提出混合动力装载机构型、控制策略,然后对装载机进行参数匹配,最后通过试验数据和仿真数据分析验证提出的研究方法的合理性,论文提出的控制策略和参数匹配方法对其他混合动力工程机械的研究也具有一定的参考价值。
【关键词】：串联式混合动力装载机 前后桥独立驱动 控制策略 参数匹配 性能测试
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 背景及意义11-12
• 1.2 混合动力装载机产品的国内外研究现状12-14
• 1.2.1 国内研究现状12
• 1.2.2 国外研究现状12-14
• 1.3 混合动力装载机控制策略研究现状14-18
• 1.3.1 国内研究现状15-16
• 1.3.2 国外研究现状16-18
• 1.4 论文主要研究内容18-19
• 1.5 本章小结19-21
• 第2章 传统装载机动力性与经济性测试21-43
• 2.1 测试方案的确定21-31
• 2.1.1 装载机作业工况21-23
• 2.1.2 测试内容与方法23-30
• 2.1.3 测试仪器的安装30-31
• 2.2 测试系统传感器的标定31-37
• 2.2.1 转矩传感器的标定31-34
• 2.2.2 流量传感器的标定34-35
• 2.2.3 位移传感器的标定35-37
• 2.3 数据处理与分析37-42
• 2.4 本章小结42-43
• 第3章 混合动力装载机控制策略研究43-55
• 3.1 混合动力装载机系统研究43-46
• 3.1.1 串联式混合动力系统43-44
• 3.1.2 并联式混合动力系统44-45
• 3.1.3 混联式混合动力系统45-46
• 3.2 控制策略研究46-53
• 3.2.1 整车控制策略46-51
• 3.2.2 发电机组控制策略51-52
• 3.2.3 电机控制策略52-53
• 3.3 本章小结53-55
• 第4章 动力和传动系统参数匹配与仿真建模55-69
• 4.1 系统参数匹配55-62
• 4.1.1 电机参数匹配55-58
• 4.1.2 发电机组参数匹配58-59
• 4.1.3 超级电容参数匹配59-61
• 4.1.4 变速器参数匹配61-62
• 4.2 系统仿真建模62-67
• 4.2.1 控制系统仿真模型62-64
• 4.2.2 部件仿真模型64-67
• 4.3 本章小结67-69
• 第5章 仿真结果与分析69-81
• 5.1 传统装载机仿真结果与分析69-72
• 5.1.1 传统装载机仿真建模69
• 5.1.2 传统装载机仿真结果69-72
• 5.1.3 传统装载机仿真分析72
• 5.2 混合动力装载机仿真结果与分析72-80
• 5.2.1 经济性仿真结果72-77
• 5.2.2 动力性仿真结果77-78
• 5.2.3 混合动力装载机仿真分析78-80
• 5.3 本章小结80-81
• 第6章 结论与展望81-83
• 6.1 结论81-82
• 6.2 展望82-83
• 参考文献83-89
• 作者简介及科研成果89-91
• 致谢91

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 韩立金;项昌乐;刘辉;张东好;唐正华;;双模式混合驱动装置电机参数匹配[J];吉林大学学报(工学版);2011年06期

2 刘建飞;赵丹平;韦丽珍;;汽车电动空调系统参数匹配与仿真[J];内燃机与动力装置;2014年01期

3 杨伟斌,秦大同,杨亚联,杨阳,舒红;轻度混合动力汽车动力元件的选型与参数匹配[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年11期

4 彭志远;秦大同;段志辉;杨亚联;;新型混合动力汽车工作模式分析与参数匹配设计[J];中国机械工程;2012年09期

5 徐大伟;周荣;;基于燃料电池和超级电容的混合驱动系统参数匹配与仿真[J];天津汽车;2008年03期

6 孙燕;朱诗顺;;模块化混合动力分时驱动战术车辆参数匹配与仿真[J];机械设计与研究;2011年04期

7 姚怀新;车辆液压驱动系统的控制原理及参数匹配[J];中国公路学报;2002年03期

8 宋珂;章桐;;纯电动和串联式混合动力汽车电机传动系参数匹配[J];汽车工程;2013年06期

9 王安良,杨春信,胡创利;飞机环境控制系统的焓参数匹配方法[J];工程热物理学报;2003年02期

10 刘明月;赵维刚;张筑平;;全断面隧道掘进机工作参数匹配规律的挖掘与利用[J];石家庄铁道学院学报;2006年03期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 武红霞;秦东晨;徐一村;王兴;;混联混合动力客车动力系统参数匹配与仿真[A];自主创新、学术交流——第十届河南省汽车工程科学技术研讨会论文集[C];2013年

2 林博;孙丹;李宏信;;电动汽车动力系统参数匹配[A];自主创新、学术交流——第十届河南省汽车工程科学技术研讨会论文集[C];2013年

3 姚永岭;;纯电动乘用车等比例再生制动参数匹配与经济性试验标定[A];第九届河南省汽车工程技术研讨会论文集[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 于海芳;混合动力汽车复合储能系统参数匹配与控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

2 郑维;混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 王伟;车用永磁同步电机的参数匹配、协调控制与性能评价研究[D];吉林大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 赵园园;液压混合动力装载机参数匹配问题研究[D];长安大学;2015年

2 伏开飞;装有CVT的PHEV关键参数匹配与能量管理研究[D];重庆大学;2015年

3 李W，

本文编号：255671