液压驱动可调复合增压系统动态过程研究

发布时间：2017-07-08 03:17

  本文关键词：液压驱动可调复合增压系统动态过程研究

  更多相关文章： 液压驱动复合增压 常规PID 自整定模糊PID 干扰观测器 动态过程 高原适应性

【摘要】：我国高原面积广阔,大量的军用动力设备、民用工程机械及农业机械运行在高原地区。车辆在高原运行时,发动机性能明显下降。本文针对车辆及其它机械装备的高原动力补偿问题开展了液压动可调复合增压系统动态过程研究。首先,本论文以复合增压液压驱动调速系统为研究对象,运用力平衡方程和流量连续性方程建立系统的数学模型,得到系统的传递函数;在理论分析基础上,利用泵控马达闭式回路动态阶跃响应试验数据,校核了数学模型的正确性。在AMESim仿真软件中建立泵控马达闭式回路调速系统的计算模型,且对影响系统动态性能的因素进行了仿真分析;在MATLAB仿真软件中分别使用两种控制器对上述影响因素进行了仿真计算,并对仿真结果进行了比较分析。针对上述因素设计了常规PID和基于干扰观测器的自整定模糊PID控制器并进行仿真计算,仿真结果表明后者控制效果优于前者。在GT-Power软件和MATLAB/Simulink软件环境下,搭建了液压驱动可调复合增压发动机仿真平台。基于液压驱动可调复合增压柴油机模型,在稳态切换边界的基础上进行了复合增压系统动态切换过程仿真研究。重点研究了进气旁通阀的开闭时刻对机械增压器的动态切入和切出过程的影响。在此基础上,优化了复合增压系统的动态切换方法。在复合增压的许用工况范围内,发动机进行恒转矩加转速的过程时,在临界转速范围内,采用复合增压时的加速性能最优。因此,在发动机加速过程中,初始工况是复合增压系统运行时,切换边界由稳态切换边界扩展为优化切换边界。
【关键词】：液压驱动复合增压 常规PID 自整定模糊PID 干扰观测器 动态过程 高原适应性
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK403
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 引言9
• 1.2 改善柴油机高原性能的措施9-12
• 1.3 复合增压系统的研究概述12-14
• 1.3.1 国外研究现状12-14
• 1.3.2 国内研究现状14
• 1.4 液压驱动系统技术概述14-17
• 1.4.1 国外研究现状14-16
• 1.4.2 国内研究现状16-17
• 1.5 论文主要研究内容和意义17-19
• 第2章 液压驱动可调复合增压发动机仿真模型19-41
• 2.1 概述19
• 2.2 液压驱动系统数学建模19-35
• 2.2.1 液压驱动系统结构描述19-20
• 2.2.2 变量泵排量控制机构模型20-28
• 2.2.3 变量泵定量马达排量控制特性28-30
• 2.2.4 液压驱动系统负载工作腔模型30-33
• 2.2.5 转速传感器建模33
• 2.2.6 泵控马达系统方块图33-34
• 2.2.7 液压驱动系统模型验证34-35
• 2.3 复合增压发动机仿真平台35-40
• 2.3.1 涡轮增压发动机模型的搭建与验证35-37
• 2.3.2 复合增压发动机模型的性能仿真37-39
• 2.3.3 液压驱动可调复合增压发动机仿真平台39-40
• 2.4 本章小结40-41
• 第3章 液压驱动系统调速控制系统设计41-54
• 3.1 概述41
• 3.2 常规PID控制器设计41-44
• 3.2.1 常规PID控制42-43
• 3.2.2 PID参数的整定43-44
• 3.3 基于干扰观测器的自整定模糊PID控制器设计44-53
• 3.3.1 模糊控制的基本原理44-46
• 3.3.2 自整定模糊PID控制46-50
• 3.3.3 基于干扰观测器的自整定模糊PID控制50-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第4章 液压驱动系统控制系统仿真分析54-68
• 4.1 概述54
• 4.2 液压调速系统动态性能影响因素仿真分析54-62
• 4.2.1 AMESim仿真软件介绍54-55
• 4.2.2 AMESim中的液压调速系统建模55-56
• 4.2.3 液压调速系统动态性能影响因素仿真分析56-62
• 4.3 液压调速控制系统仿真分析62-67
• 4.3.1 MATLAB/Simulink仿真软件介绍62-63
• 4.3.2 泵控马达回路调速系统控制策略仿真分析63-65
• 4.3.3 泵控马达调速控制系统仿真分析65-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第5章 高原复合增压柴油机瞬态过程研究68-84
• 5.1 概述68-69
• 5.2 恒转矩加转速工况研究69-76
• 5.2.1 瞬态工况设计69-71
• 5.2.2 机械增压器切出过程对液压驱动系统的影响分析71
• 5.2.3 瞬态工况仿真结果分析71-74
• 5.2.4 复合增压瞬态切出过程优化74-76
• 5.3 恒转速加转矩工况研究76-80
• 5.3.1 瞬态工况设计76
• 5.3.2 机械增压器切入过程对液压驱动系统的影响分析76-77
• 5.3.3 瞬态工况仿真结果分析77-79
• 5.3.4 复合增压瞬态切入过程优化79-80
• 5.4 复合增压系统与涡轮增压系统瞬态加速性能对比分析80-82
• 5.4.1 仿真方案80
• 5.4.2 不同增压方案加速过程对比分析80-82
• 5.4.3 瞬态加速过程复合增压系统优化切换边界的确定82
• 5.5 本章小结82-84
• 第6章 全文总结与展望84-86
• 6.1 全文总结84
• 6.2 论文创新点84-85
• 6.3 展望85-86
• 参考文献86-91
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单91-92
• 致谢92

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