基于PSCAD的混合动力起重机协调控制方法的研究和仿真

发布时间：2017-10-12 01:45

  本文关键词：基于PSCAD的混合动力起重机协调控制方法的研究和仿真

  更多相关文章： 混合动力起重机 超级电容器 协调控制 PSCAD仿真

【摘要】：随着各国经济技术的不断发展,对于资源的需求也越来越高,资源短缺以及各地环境的问题日益加剧,对于节能减排的要求日益增高。因此,寻求技术革新是社会发展的必然趋势。现在普遍使用的传统类型起重机用量较大,但是油耗较高,排放污染物较差,并且负载的重力势能浪费严重,是节能减排、环境保护的主要关注点之一,也是国内外企业寻求企业可持续发展的战略部署。 通过在本课题所研究的起重机系统中储能机构的增加,对起重机的负载所具有的重力势能等能量进行回收。混合动力技术的使用,可以降低系统的能量消耗,提升能量利用率,以响应节能减排的发展趋势。混合动力起重机的系统研究还处于初级阶段,对其的研究主要是超级电容的能量控制和发电机组控制等方面。超级电容的能量控制主要涉及双向DC-DC变换器的充放电控制,既控制方式和能量分配等方面。就柴油发电机组而言,主要包括对发动机转速的控制,以达到节能降耗的目的 混合动力起重机研究的根本所在既是储能元件的加入以及高效的输入输出,将负载所回馈至系统的势能进行回收,作为二次电源供给,当起重机处于高负载运行时,可以将回收的势能补给回电网,与柴油发电机共同为系统进行供电。针对本系统所研究的混合动力起重机系统而言,主要的研究方向为对该系统中的基本能量供给以及变化进行分析,通过对系统运行过程中所产生的负载扰动进行跟踪分析得出其对于系统母线电压的各方面影响,并且根据系统的数学原理分析进行建模。由于超级电容器的加入,着重分析超级电容器对系统的能量回馈以及其自生的充放电性能,与柴油发电机组结合系统直流母线电压的现实情况进行协调控制,以保证系统母线电压在一定范围内保持稳定状态。通过控制系统的模型建立和仿真研究,分析系统运行状态时工作机构电机的动态曲线以及在超级电容配合下的母线电压波动情况,通过PSCAD仿真分析模型的参数配置以达到目标。通过对起升电机在具体仿真运行的过程中的动态曲线的绘制,分析其性能。着重对由柴油发电机组和超级电容器进行联合供电的运行情况进行仿真分析,确定系统的优化结果,为现实应用提供理论依据。
【关键词】：混合动力起重机 超级电容器 协调控制 PSCAD仿真
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH21;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 起重机系统节能意义及发展现况9-10
• 1.1.1 研究意义9
• 1.1.2 发展概况9-10
• 1.2 混合动力国内外发展现况10-11
• 1.2.1 国外研究现况10
• 1.2.2 国内研究现况10-11
• 1.2.3 发展现状11
• 1.3 本文研究内容和方法11-13
• 1.3.1 研究内容11
• 1.3.2 研究方法11-12
• 1.3.3 关键问题12-13
• 第2章 混合动力起重机结构综述分析13-20
• 2.1 系统综述13-14
• 2.2 柴油发动机组14-16
• 2.3 超级电容器16-17
• 2.4 双向DC-DC变换器17-20
• 第3章 混合动力起重机能量分析与控制20-32
• 3.1 混合动力起重机运行工况及相关参数20
• 3.2 传统起重机能量分析与混合动力起重机能量特点20-25
• 3.2.1 传统起重机分析20-23
• 3.2.2 混合动力起重机分析23-25
• 3.3 能量控制25-32
• 3.3.1 柴油发电机组26-27
• 3.3.2 超级电容器控制27-29
• 3.3.3 能耗制动29
• 3.3.4 双向DC-DC变换器29-32
• 第4章 混合动力起重机控制系统建模及设计32-57
• 4.1 数学模型32-40
• 4.1.1 柴油发电机32-34
• 4.1.2 直流电动机34-37
• 4.1.3 传动机构37-40
• 4.2 系统设计40-57
• 4.2.1 直流调速系统的分析设计41-47
• 4.2.2 工作机构调速系统47-51
• 4.2.3 双闭环直流调速系统参数设定51-57
• 第5章 PSCAD软件概述及系统仿真57-62
• 5.1 PSCAD软件概述57
• 5.2 调速系统参数确定57-58
• 5.3 系统模型58-59
• 5.4 仿真分析59-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 全文总结62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 在攻读硕士期间发表的论文与参与的科研项目68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李巍,张承宁;电驱动车辆双电机协调控制研究[J];车辆与动力技术;2005年02期

2 车向中;郭建斌;;基于公共直流母线的挖泥船绞车变频控制系统[J];船电技术;2009年03期

3 崔彬;钱照明;丁新平;彭方正;;Z源逆变器的电压电流双闭环控制[J];电力电子技术;2007年09期

4 徐顺刚;许建平;曹太强;;电压电流双闭环反馈逆变器并联控制[J];电力自动化设备;2009年10期

5 姚立柱;刘晋川;;基于公共直流母线的轻型电动轮胎式集装箱门式起重机控制系统设计[J];港口装卸;2009年06期

6 童占荣,吴瑞镛;变频调速在起重机械中的应用分析[J];建设机械技术与管理;2005年05期

7 资新运;杜常清;颜伏伍;张增建;;混合动力电动汽车统一化建模方法研究[J];军事交通学院学报;2009年01期

8 谢少军,陈万;电压电流双闭环瞬时值控制级联逆变器研究[J];南京航空航天大学学报;2004年05期

9 段建民;吴艳苹;刘旭东;;串联式混合动力汽车模糊控制策略的研究[J];拖拉机与农用运输车;2009年01期

10 徐立;高孝洪;张新塘;张宏进;;超级电容在港口起重机混合动力系统中应用的关键技术分析[J];船海工程;2008年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张彦廷;基于混合动力与能量回收的液压挖掘机节能研究[D];浙江大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 薛小军;基于超级电容的车辆制动能量回收系统的仿真研究[D];西南交通大学;2005年

2 冀尔聪;并联混合动力汽车模式切换中的协调控制问题研究[D];吉林大学;2006年

3 付文刚;基于SIMULINK的变频调速起升机构动载的研究[D];上海海事大学;2007年

4 杨娜;粒子群优化算法研究及其在协调控制中的应用[D];华北电力大学（北京）;2009年

5 曾光;混合动力起重机能量控制系统的研究与设计[D];武汉理工大学;2009年

6 孙晖;轮胎式起重机混合动力系统主电路的研究与设计[D];武汉理工大学;2009年

7 潘令春;变速恒频双馈风力发电机群协调控制及其远程控制[D];上海交通大学;2009年

8 阳敏;基于改进粒子群算法的干线协调控制系统研究[D];湘潭大学;2009年

9 周雪虎;全轮驱动混合动力汽车开发与控制策略研究[D];吉林大学;2009年

10 熊伟;混合动力起重机系统控制算法研究[D];武汉理工大学;2010年

，

本文编号：1015979