电动叉车制动过程稳定性及能量回馈研究

发布时间：2017-08-23 11:33

  本文关键词：电动叉车制动过程稳定性及能量回馈研究

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【摘要】：本文首先阐述国内外叉车制动安全性的研究状况以及能量回馈在汽车上的应用情况,接着对叉车典型故障进行现场检验调研;对CPD15S电动叉车进行稳定性计算及simulink建模分析;研究双电层电容器储能原理,选定拓扑结构;确定能量回收整体方案及工作模式;然后对二相导通星形三相六状态工作方式无刷直流电机模型进行建模仿真;最后基于能量转换及蹄式制动器的热衰退性研究电动叉车安全稳定与节能性能之间关系。论文的主要研究内容如下:(1)现场检验调研叉车故障类型。故障检验依托《场(厂)内机动车辆检验原始记录表》,对国内外多种动力驱动形式的叉车典型故障类型进行现场检验调研分析研究,具体包括制动系故障、轮胎磨损故障及转向机构故障。(2)对电动叉车制动过程的稳定性进行了详尽的计算仿真分析。选取CPD15S叉车型号作为研究对象,对其技术参数、结构特性等进行介绍分析;基于满足纵向稳定性要求的叉车重心极限位置范围、前后桥载荷分布比及最佳平衡重块质量匹配三个方面研究叉车的载荷分布对制动过程中纵向力稳定性的影响;接着基于Gim理论建立叉车轮胎数学模型及simulink仿真模型,分析轮胎与地面之间的纵向及横向力学特性;最后考虑了包括偶发性侧向力与路面积水两个方面的环境因素对制动稳定性的影响,并建立了单轨模型。(3)电动叉车典型制动工况下的能量回馈利用分析。首先确定了以超级电容器作为电动叉车的能量回收装置;进而对超级电容器的双电层结构储能原理及拓扑结构进行详细的分析,并确定了蓄电池与DC/DC串联拓扑结构;接着确定了能量回馈系统总体结构及工作模式;最后基于simulink模块库对无刷直流电机进行建模并输出叉车不同作业工况下的仿真波形。(4)在对比分析电动叉车再生制动与传统摩擦制动过程的能量转换情况基础上,对蹄式制动器结构进行受力分析,推算出制动效力系数与摩擦系数之间的数学关系,由此得出在再生制动过程能量转换所引起的摩擦系数变化对制动安全稳定性的影响关系。
【关键词】：电动叉车 制动安全 能量回馈 建模仿真
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH242
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题研究的背景及意义9-10
• 1.1.1 课题研究背景9
• 1.1.2 课题研究意义9-10
• 1.2 本课题国内外研究现状10-11
• 1.2.1 电动叉车制动性能及稳定性方面研究进展及分析10-11
• 1.2.2 混合动力车辆制动能量回馈方面的研究11
• 1.3 课题来源11
• 1.4 论文的主要研究内容及安排11-13
• 第二章 叉车典型故障检验调研13-19
• 2.1 检验调研对象13
• 2.2 故障规律统计13-15
• 2.3 主要故障类型分析15-17
• 2.3.1 制动系故障15-16
• 2.3.2 轮胎磨损故障16-17
• 2.3.3 转向机构故障17
• 2.4 本章小结17-19
• 第三章 制动稳定性分析19-44
• 3.1 CPD15S电动叉车结构特性19-21
• 3.2 载荷分布计算21-26
• 3.2.1 满/空载重心极限位置范围22-24
• 3.2.2 前后桥载荷分布24-25
• 3.2.3 最佳平衡重块质量匹配25-26
• 3.3 轮胎模型建模分析26-38
• 3.3.1 基于Gim理论轮胎模型建模28-32
• 3.3.2 Matlab/Simulink仿真分析32-38
• 3.4 环境因素38-43
• 3.4.1 偶发性侧向力39-41
• 3.4.2 抗滑水性能41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 能量回收方案分析与电机仿真44-63
• 4.1 典型能量回收方式44-46
• 4.2 超级电容原理、性能、拓扑结构46-50
• 4.2.1 双电层电容器储能原理46-48
• 4.2.2 超级电容拓扑结构48-50
• 4.3 整体方案50-52
• 4.3.1 系统整体结构50-51
• 4.3.2 系统工作模式51-52
• 4.4 电机仿真52-58
• 4.4.1 无刷直流电机BLDCM数学模型52-53
• 4.4.2 BLDCM simulink仿真模型53-57
• 4.4.3 仿真结果分析57-58
• 4.5 安全与节能反馈分析58-62
• 4.5.1 再生制动过程能量转换59
• 4.5.2 蹄式制动器热衰退性59-62
• 4.6 本章小结62-63
• 第五章 结论与展望63-65
• 5.1 结论63-64
• 5.2 展望64-65
• 参考文献65-67
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果67-68
• 致谢68-69
• 附件69

【参考文献】

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本文编号：724818