并联式混合动力叉车功率分配控制策略的研究

发布时间：2017-06-05 05:20

  本文关键词：并联式混合动力叉车功率分配控制策略的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伴随着全球环保、节能理念的深入,由内燃机和电机组成的油电混合动力叉车(Diesel-Electric Hybrid Forklift)必将成为未来内燃叉车(Internal Combustion Forklift)发展的一种趋势。叉车在制动、减速及物料下降过程中,都会产生大量的可回收能量,如果能够对这些能量进行再利用,相比于汽车、工程机械等其他车辆来说,将会产生更高的混合动力效率,这对于整车燃油的节约是非常可观的。因此,工业车辆中的叉车相比于其他车辆,在应用混合动力技术方面有着更大的潜力。 首先,本文根据叉车动力系统的结构特点,确定了并联式的混合动力叉车设计方案。基于该设计方案,应用计算机建模仿真工具Matlab/Simulink建立了混合动力叉车的整车及主要动力系统部件的仿真模型,以此作为后面进行混合动力叉车功率分配控制策略设计与优化研究的仿真平台。 然后,结合混合动力叉车的动力系统结构及工况特点,分别对电力辅助控制策略和模糊逻辑控制策略在混合动力叉车功率分配控制中的应用进行了研究,并详细介绍了两种控制策略的控制原理及其具体的应用方法。接着,为了使混合动力叉车具有更好的燃油经济性,针对所设计的模糊逻辑功率分配控制策略中的模糊控制器,以特定条件下的燃油消耗最小为目标,利用遗传算法对其隶属度函数进行了离线优化。 最后,基于混合动力叉车模拟仿真工况,利用仿真模型对这两种不同的功率分配策略进行了仿真研究,并根据仿真结果对它们各自的应用特点及控制效果进行了对比分析。通过对比仿真与试验结果,表明所设计的功率分配控制策略具有较好的适用性,油电混合动力叉车与传统内燃叉车相比较,具有明显的燃油经济性优势。
【关键词】：混合动力叉车 功率分配 控制策略 模糊控制 遗传算法
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH242
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 致谢7-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 选题背景及意义13
• 1.2 混合动力系统概述13-17
• 1.2.1 混合动力系统分类14-15
• 1.2.2 混合动力系统能量管理策略概述15-16
• 1.2.3 混合动力系统仿真技术16-17
• 1.3 混合动力叉车的发展状况17-19
• 1.3.1 国外混合动力叉车发展状况17-18
• 1.3.2 国内混合动力叉车发展状况18-19
• 1.4 课题来源及本文主要工作19-20
• 第二章 基于Matlab/Simulink的混合动力叉车仿真建模20-30
• 2.1 整车结构设计方案及技术参数20-21
• 2.2 合动力叉车后向仿真模型21-22
• 2.3 叉车行车动力系统建模22-28
• 2.3.1 车辆动力学模型22-23
• 2.3.2 转矩耦合器模型23-24
• 2.3.3 液力变矩器模型24-25
• 2.3.4 发动机模型25-26
• 2.3.5 电机模型26-27
• 2.3.6 动力电池模型27-28
• 2.4 叉车液压起升系统建模28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 混合动力叉车功率分配控制策略的研究30-44
• 3.1 混合动力叉车能量管理系统概述30-32
• 3.1.1 混合动力叉车能量管理系统的构成31
• 3.1.2 合动力叉车功率分配控制策略的任务31-32
• 3.2 电力辅助功率分配控制策略的研究32-36
• 3.2.1 电力辅助控制策略原理32-33
• 3.2.2 电力辅助控制策略下叉车运行模式及其切换规则33-35
• 3.2.3 电力辅助控制策略程序设计35-36
• 3.3 模糊逻辑功率分配控制策略的研究36-43
• 3.3.1 模糊逻辑控制策略概述36-37
• 3.3.2 叉车动力传动系统的特性分析37
• 3.3.3 模糊控制器结构37-38
• 3.3.4 模糊控制器的设计38-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 控制策略仿真分析与试验44-56
• 4.1 仿真工况的介绍44-45
• 4.2 仿真参数设置45
• 4.3 仿真结果及分析45-51
• 4.3.1 电力辅助功率分配策略下的仿真结果分析45-47
• 4.3.2 模糊逻辑功率分配策略下的仿真结果分析47-49
• 4.3.3 电力辅助与模糊逻辑功率分配策略的控制效果对比分析49-51
• 4.4 整车实验51-54
• 4.4.1 实验设备及仪器51-52
• 4.4.2 仿真工况获取实验52-53
• 4.4.3 合动力叉车样车性能试验53-54
• 4.4.4 混合动力叉车仿真与试验结果比较分析54
• 4.5 本章小结54-56
• 第五章 基于遗传算法的模糊控制策略参数优化56-67
• 5.1 遗传算法介绍56-57
• 5.1.1 遗传算法的主要特点56-57
• 5.1.2 遗传算法的应用步骤57
• 5.2 用遗传算法优化模糊控制器57-63
• 5.2.1 目标函数及约束条件58
• 5.2.2 优化变量及其搜索空间58-60
• 5.2.3 运行优化程序60-61
• 5.2.4 优化仿真结果61-63
• 5.3 遗传优化前后仿真结果对比分析63-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 全文工作总结67
• 6.2 论文创新点67-68
• 6.3 展望68-69
• 参考文献69-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：423015