重型车辆轮毂液驱系统热力学建模及控制策略研究
发布时间：2022-12-09 03:15
重型车辆作为重要的运载工具,在我国现代化建设中扮演着不可替代的角色。这类车辆工作环境复杂,经常行驶在矿山路面、泥雪道路等恶劣路面下,容易出现车轮打滑而导致驱动力不足的情况。在传统重型车辆上加装一套轮毂液压马达辅助驱动系统（以下简称“轮毂液驱系统”）,通过液压泵带动非驱动轮轮毂内的液压马达进行辅助驱动,可以使车辆短时进入四轮驱动模式,提高在低附着系数路面下的牵引性能和通过性。而对于轮毂液驱系统车辆,在辅助驱动时,如何协调机械路径和液压路径的动力输出,是保证系统性能的关键。同时,液压系统的温升问题也是影响系统性能正常发挥的重要因素,温度的变化会对控制精度产生较大的干扰,因此本文旨在考虑温度变化问题的基础上进行轮毂液驱车辆多动力系统间的协调控制研究。本文主要研究内容包括:首先,将整车动力系统分为机械传动系统和液压传动系统,分别展开建模研究。在MATLAB/Simulink软件上搭建机械传动系统模型,包括整车动力学模型、发动机模型、离合器和变速器模型以及轮胎模型。液压传动系统模型是利用AMESim软件搭建轮毂液驱系统的液压热力学模型,文章分析了油液属性,探究了泵和马达效率的影响因素及其影响规律...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 液压驱动系统研究
1.2.2 液压系统热特性建模研究
1.2.3 液压驱动系统控制策略研究
1.3 本文技术路线与研究内容
第2章 轮毂液驱系统仿真模型搭建
2.1 轮毂液驱系统方案
2.1.1 轮毂液驱系统构型方案及整车参数
2.1.2 轮毂液驱系统工作模式
2.2 机械传动系统模型
2.2.1 整车动力学模型
2.2.2 发动机模型
2.2.3 离合器和变速器模型
2.2.4 轮胎模型
2.3 轮毂液驱系统的液压热力学模型
2.3.1 液压油模型
2.3.2 液压泵模型
2.3.3 液压马达模型
2.3.4 液压管道模型
2.3.5 其他辅助液压元件模型
2.3.6 液压系统的散热功率模型
2.3.7 轮毂液驱闭式系统的热平衡关系
2.4 联合仿真平台搭建
2.5 本章小结
第3章 轮毂液驱系统温度补偿策略研究
3.1 蠕行模式的温度补偿策略
3.1.1 调速特性分析
3.1.2 考虑温度补偿的液压无级调速控制
3.1.3 蠕行模式的温度补偿无级调速控制仿真验证
3.2 助力模式的温度补偿策略
3.2.1 轮毂液驱系统助力模式分析
3.2.2 基于温度补偿的多因素泵目标排量控制规则
3.2.3 助力模式的温度补偿策略仿真验证
3.3 极限状态的泵排量限制
3.3.1 高温、高压状态下的泵排量限制
3.3.2 极限状态的泵排量限制仿真验证
3.4 本章小结
第4章 基于时变效率的模型预测控制
4.1 轮毂液驱系统动力学模型
4.1.1 液压路径输入输出扭矩
4.1.2 整车传动系统动力学建模
4.1.3 面向控制的动力学模型仿真验证
4.2 模型预测控制器设计
4.2.1 预测模型
4.2.2 预测输出方程
4.2.3 优化问题和反馈控制律
4.3 仿真验证
4.4 本章小结
第5章 全文总结与研究展望
5.1 全文总结
5.2 研究展望
参考文献
作者简介及研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]轮毂液压辅助驱动车辆蠕行模式控制研究[J]. 曾小华,刘持林,李文远,宋大凤,李立鑫. 西安交通大学学报. 2019(03)
[2]2018年1-10月全国商用车市场销售统计图表[J]. 习仲文. 商用汽车. 2018(11)
[3]重型车辆液压辅助驱动系统的前馈+反馈复合控制[J]. 曾小华,蒋渊德,李高志,宋大凤,贺辉. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(09)
[4]2015年1-12月全国商用车市场销售统计图表[J]. 习仲文. 商用汽车. 2016(Z1)
[5]液压系统热特性建模方法与仿真技术的研究现状与展望[J]. 曹克强,李永林,胡良谋,侯艳艳,李娜. 机床与液压. 2014(15)
[6]闭式液压系统油温分析及补油量确定[J]. 刘文平,王林涛,姜兆亮. 中南大学学报(自然科学版). 2013(09)
[7]轮毂马达液驱系统控制与仿真[J]. 贺辉,宋大凤,杨南南,雷雨春,曾小华,聂利卫,王继新. 吉林大学学报(工学版). 2012(S1)
[8]液压系统的能量损失与节能对比分析[J]. 雷秀,赵凯亮,倪萌,李冬,马艳美. 机床与液压. 2012(02)
[9]飞机液压系统热分析方法的研究[J]. 习仁国,刘卫国,陈焕明,范开华. 机床与液压. 2011(23)
[10]基于Dymola的液压系统热力学模块化建模与仿真[J]. 李永林,曹克强,徐浩军,苏新兵. 系统仿真学报. 2010(09)
博士论文
[1]基于驾驶意图与工况识别的插电式混合动力汽车能量管理策略研究[D]. 杨官龙.重庆大学 2014
[2]混合动力挖掘机动臂能量回收单元及系统研究[D]. 王滔.浙江大学 2013
[3]汽车传动系的滚动优化控制研究[D]. 卢晓晖.吉林大学 2013
[4]单电机ISG型AMT重度混合动力汽车能量管理策略研究[D]. 彭志远.重庆大学 2012
[5]液压混合动力车辆能量管理策略研究[D]. 王玮.吉林大学 2011
[6]插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究[D]. 张冰战.合肥工业大学 2011
[7]二次调节静液传动车辆的关键技术及其优化研究[D]. 孙辉.哈尔滨工业大学 2009
[8]轻型越野汽车牵引力/制动力控制系统研究[D]. 赵健.吉林大学 2007
硕士论文
[1]轮毂液压混合动力车辆分层协调控制研究[D]. 李文远.吉林大学 2018
[2]轮毂液压混合动力重型卡车多模式动态协调控制策略研究[D]. 冯涛.吉林大学 2017
[3]混合动力飞机牵引车动力系统匹配优化及控制策略研究[D]. 任绪涵.哈尔滨工业大学 2016
[4]矿用车前桥静液辅助驱动系统的研究[D]. 张晋华.哈尔滨工业大学 2016
[5]轮毂液驱重型车辆辅助驱动与再生制动控制算法研究[D]. 李高志.吉林大学 2016
[6]重型牵引车液压轮毂马达系统辅助驱动与制动控制[D]. 李相华.吉林大学 2015
[7]高速大扭矩全液压顶驱主传动系统研究[D]. 王红伟.吉林大学 2015
[8]混联式液压混合动力系统建模与动态协调控制研究[D]. 方学问.吉林大学 2014
[9]计及温度补偿的阻尼可调减振器特性研究[D]. 崔红亮.吉林大学 2014
[10]打桩机履带底盘液压系统温度特性研究[D]. 何二春.中南大学 2014
本文编号：3714706
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 液压驱动系统研究
1.2.2 液压系统热特性建模研究
1.2.3 液压驱动系统控制策略研究
1.3 本文技术路线与研究内容
第2章 轮毂液驱系统仿真模型搭建
2.1 轮毂液驱系统方案
2.1.1 轮毂液驱系统构型方案及整车参数
2.1.2 轮毂液驱系统工作模式
2.2 机械传动系统模型
2.2.1 整车动力学模型
2.2.2 发动机模型
2.2.3 离合器和变速器模型
2.2.4 轮胎模型
2.3 轮毂液驱系统的液压热力学模型
2.3.1 液压油模型
2.3.2 液压泵模型
2.3.3 液压马达模型
2.3.4 液压管道模型
2.3.5 其他辅助液压元件模型
2.3.6 液压系统的散热功率模型
2.3.7 轮毂液驱闭式系统的热平衡关系
2.4 联合仿真平台搭建
2.5 本章小结
第3章 轮毂液驱系统温度补偿策略研究
3.1 蠕行模式的温度补偿策略
3.1.1 调速特性分析
3.1.2 考虑温度补偿的液压无级调速控制
3.1.3 蠕行模式的温度补偿无级调速控制仿真验证
3.2 助力模式的温度补偿策略
3.2.1 轮毂液驱系统助力模式分析
3.2.2 基于温度补偿的多因素泵目标排量控制规则
3.2.3 助力模式的温度补偿策略仿真验证
3.3 极限状态的泵排量限制
3.3.1 高温、高压状态下的泵排量限制
3.3.2 极限状态的泵排量限制仿真验证
3.4 本章小结
第4章 基于时变效率的模型预测控制
4.1 轮毂液驱系统动力学模型
4.1.1 液压路径输入输出扭矩
4.1.2 整车传动系统动力学建模
4.1.3 面向控制的动力学模型仿真验证
4.2 模型预测控制器设计
4.2.1 预测模型
4.2.2 预测输出方程
4.2.3 优化问题和反馈控制律
4.3 仿真验证
4.4 本章小结
第5章 全文总结与研究展望
5.1 全文总结
5.2 研究展望
参考文献
作者简介及研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]轮毂液压辅助驱动车辆蠕行模式控制研究[J]. 曾小华,刘持林,李文远,宋大凤,李立鑫. 西安交通大学学报. 2019(03)
[2]2018年1-10月全国商用车市场销售统计图表[J]. 习仲文. 商用汽车. 2018(11)
[3]重型车辆液压辅助驱动系统的前馈+反馈复合控制[J]. 曾小华,蒋渊德,李高志,宋大凤,贺辉. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(09)
[4]2015年1-12月全国商用车市场销售统计图表[J]. 习仲文. 商用汽车. 2016(Z1)
[5]液压系统热特性建模方法与仿真技术的研究现状与展望[J]. 曹克强,李永林,胡良谋,侯艳艳,李娜. 机床与液压. 2014(15)
[6]闭式液压系统油温分析及补油量确定[J]. 刘文平,王林涛,姜兆亮. 中南大学学报(自然科学版). 2013(09)
[7]轮毂马达液驱系统控制与仿真[J]. 贺辉,宋大凤,杨南南,雷雨春,曾小华,聂利卫,王继新. 吉林大学学报(工学版). 2012(S1)
[8]液压系统的能量损失与节能对比分析[J]. 雷秀,赵凯亮,倪萌,李冬,马艳美. 机床与液压. 2012(02)
[9]飞机液压系统热分析方法的研究[J]. 习仁国,刘卫国,陈焕明,范开华. 机床与液压. 2011(23)
[10]基于Dymola的液压系统热力学模块化建模与仿真[J]. 李永林,曹克强,徐浩军,苏新兵. 系统仿真学报. 2010(09)
博士论文
[1]基于驾驶意图与工况识别的插电式混合动力汽车能量管理策略研究[D]. 杨官龙.重庆大学 2014
[2]混合动力挖掘机动臂能量回收单元及系统研究[D]. 王滔.浙江大学 2013
[3]汽车传动系的滚动优化控制研究[D]. 卢晓晖.吉林大学 2013
[4]单电机ISG型AMT重度混合动力汽车能量管理策略研究[D]. 彭志远.重庆大学 2012
[5]液压混合动力车辆能量管理策略研究[D]. 王玮.吉林大学 2011
[6]插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究[D]. 张冰战.合肥工业大学 2011
[7]二次调节静液传动车辆的关键技术及其优化研究[D]. 孙辉.哈尔滨工业大学 2009
[8]轻型越野汽车牵引力/制动力控制系统研究[D]. 赵健.吉林大学 2007
硕士论文
[1]轮毂液压混合动力车辆分层协调控制研究[D]. 李文远.吉林大学 2018
[2]轮毂液压混合动力重型卡车多模式动态协调控制策略研究[D]. 冯涛.吉林大学 2017
[3]混合动力飞机牵引车动力系统匹配优化及控制策略研究[D]. 任绪涵.哈尔滨工业大学 2016
[4]矿用车前桥静液辅助驱动系统的研究[D]. 张晋华.哈尔滨工业大学 2016
[5]轮毂液驱重型车辆辅助驱动与再生制动控制算法研究[D]. 李高志.吉林大学 2016
[6]重型牵引车液压轮毂马达系统辅助驱动与制动控制[D]. 李相华.吉林大学 2015
[7]高速大扭矩全液压顶驱主传动系统研究[D]. 王红伟.吉林大学 2015
[8]混联式液压混合动力系统建模与动态协调控制研究[D]. 方学问.吉林大学 2014
[9]计及温度补偿的阻尼可调减振器特性研究[D]. 崔红亮.吉林大学 2014
[10]打桩机履带底盘液压系统温度特性研究[D]. 何二春.中南大学 2014
本文编号：3714706
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3714706.html
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