并联式油电混合动力装载机控制策略研究

发布时间：2017-07-16 21:38

  本文关键词：并联式油电混合动力装载机控制策略研究

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【摘要】：装载机在工程机械行业有着不可或缺的地位,是推动工程机械发展的重要力量。随着石油资源的枯竭以及严重的环境污染问题,世界各国都在努力探索如何提高能源利用率,减少环境污染,因此对装载机将会提出更高的要求。从2013年,中国国家主席习近平提出建设“新丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的战略构想,到2015年,亚洲基础设施投资银行(简称“亚投行”)在北京的成立,意味着未来亚太地区将掀起一股基础设施建设热潮。为满足节能环保的要求,混合动力装载机将会得到越来越多的应用,同时世界各国也会加大对混合动力技术的研究。本文在某5吨装载机的原型上,对双轴并联式油电混合动力装载机,以提高燃油经济性为目标进行了研究。主要研究内容如下:(1)结合传统轮式装载机的结构特点,对比分析三种混合动力形式的构型,最后确定本文的研究对象为并联式油电混合动力装载机;(2)针对并联式油电混合动力系统,本文提出了模糊逻辑控制策略、电机最小助力控制策略、瞬时等效油耗最低控制策略。在不同的控制策略下,研究发动机、电动/发电机以及超级电容的工作状态;(3)针对不同控制策略,在Matlab中建立相对应的仿真的模型,分析转矩、SOC值以及油耗的变化,最后得出结论,三种模式下,油电混合动力装载机相对于传统装载机都有一定的节油能力,其中,基于模糊逻辑控制策略的油电混合动力装载机节油效果最好。
【关键词】：装载机 并联式 混合动力 节能环保 控制策略
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 研究背景及意义8-10
• 1.2 混合动力技术在工程机械领域的发展概况10-13
• 1.2.1 混合动力技术概述11
• 1.2.2 国内外汽车领域混合动力技术发展现状11-13
• 1.3 国内外装载机的研究现状13-17
• 1.3.1 国内外传统装载机的发展及研究现状13-14
• 1.3.2 国内外混合动力装载机的发展及研究现状14-17
• 1.4 本文主要研究内容17
• 1.5 本章小结17-18
• 第二章 装载机混合动力系统结构研究18-28
• 2.1 混合动力系统分类18-19
• 2.1.1 按混合能源种类划分18
• 2.1.2 按混合程度划分18-19
• 2.1.3 按混合动力驱动结构划分19
• 2.2 装载机混合动力系统构型19-25
• 2.2.1 传统轮式装载机结构20-21
• 2.2.2 串联式油电混合动力系统结构21-22
• 2.2.3 并联式油电混合动力系统结构22-23
• 2.2.4 混联式油电混合动力系统结构23
• 2.2.5 各动力系统结构对比分析23-25
• 2.3 装载机的典型作业方法25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 并联式混合动力装载机控制策略28-44
• 3.1 控制策略分类28-29
• 3.1.1 发动机最优控制策略28
• 3.1.2 电机最小助力控制策略28
• 3.1.3 逻辑门限控制策略28-29
• 3.1.4 模糊逻辑控制策略29
• 3.1.5 瞬时等效油耗最低控制策略29
• 3.2 模糊逻辑控制策略29-36
• 3.2.1 模糊逻辑控制策略概述29-30
• 3.2.2 模糊逻辑控制基本原理与设计方法30-32
• 3.2.3 模糊逻辑控制器设计32-36
• 3.3 电机最小助力控制策略36-38
• 3.4 瞬时等效油耗最低控制策略38-43
• 3.4.1 电能未来补偿工况39-41
• 3.4.2 电能未来消耗工况41-42
• 3.4.3 EMCS理论目标函数42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 并联式装载机混合动力系统建模44-55
• 4.1 并联式油电混合动力系统整车仿真模型44-45
• 4.2 发动机模型45-48
• 4.2.1 发动机外特性模型45-46
• 4.2.2 发动机调速特性模型46
• 4.2.3 发动机万有特性模型46-47
• 4.2.4 发动机油耗模型47-48
• 4.3 电动/发电机模型48-50
• 4.4 超级电容模型50-53
• 4.5 负载模型53-54
• 4.6 本章小结54-55
• 第五章 仿真与分析55-63
• 5.1 传统装载机仿真分析55
• 5.2 并联式油电混合动力装载机仿真结果分析55-61
• 5.2.1 模糊逻辑控制策略仿真56-57
• 5.2.2 电机最小助力控制策略仿真57-59
• 5.2.3 瞬时等效油耗最低控制策略仿真59-61
• 5.3 传统装载机与混合动力装载机仿真结果对比分析61-62
• 5.4 本章小结62-63
• 总结与展望63-65
• 总结63-64
• 展望64-65
• 参考文献65-68
• 攻读学位期间取得的研究成果68-69
• 致谢69

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本文编号：550668