液压恒压网络车辆驱动系统特性及控制策略研究

发布时间：2017-08-10 10:22

  本文关键词：液压恒压网络车辆驱动系统特性及控制策略研究

  更多相关文章： 液压恒压网络 液压变压器 响应特性 自适应切换 控制策略

【摘要】：液压恒压网络车辆驱动系统具有功率密度大、生产成本低等优势,适合应用于城市公交车、特种车辆等重载车辆。液压恒压网络车辆驱动系统可以实现动力源与负载的柔性连接,动力源与负载回路可以分别独立控制,赋予了系统更大的控制调节范围。为了充分发挥液压恒压网络车辆驱动系统功率密度高、控制调节范围大以及能够实现能量回收的优势,有必要优化驱动系统结构,研究系统工作特性,制定相应的控制策略,为液压恒压网络车辆驱动系统的发展提供理论基础。首先根据液压恒压网络车辆驱动系统的工作方式,对驱动系统进行了结构优化和改进,提出了基于压力交叉反馈的驱动/再生制动自适应切换驱动系统。针对新型的驱动系统,分析了系统工作原理,分别建立了发动机模型、变量泵模型、液压蓄能器模型、液压变压器模型、液压马达模型、液控单向阀模型和车辆纵向动力学模型,并且进行了验证,保证了后续研究分析的可靠性。为进一步深入了解液压恒压网络车辆驱动系统的工作特性,展开了驱动系统不同工作模式的切换响应特性研究、刚度特性研究和再生制动特性研究。针对驱动系统的响应问题,通过数值仿真的方法,分析了驱动系统工作模式切换时,驱动系统的工作过程,以及系统响应特性的影响因素,并且对理论分析进行了实验验证。针对液压恒压网络车辆驱动系统的鲁棒性问题,根据驱动系统动力学方程,建立了驱动系统刚度的解析表达式。根据系统刚度表达式,分析了影响驱动系统刚度的主要因素,同时还与泵控马达系统的刚度进行了定量分析。研究表明,液压变压器控马达系统刚度小于泵控马达系统的刚度。通过再生制动特性的分析,讨论了不同液压变压器控制角大小对系统制动压力以及能量回收率的影响规律,对比了液压变压器控马达系统与泵控马达系统的制动特性。在驱动系统模型和工作特性研究的基础上,提出了针对液压变压器控马达驱动系统的模糊PI控制方法,有效的抑制系统阶跃响应时的负响应,减少液压变压器转速的波动。提出了基于规则的驱动系统控制策略,通过基于液压恒压网络压力的发动机-变量泵控制和基于变压比-流量比特性的液压变压器控制,优化了发动机工作点,提高了系统的燃油经济性。
【关键词】：液压恒压网络 液压变压器 响应特性 自适应切换 控制策略
【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】：U463
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 液压混合动力驱动系统组成及工作原理10-12
• 1.2 液压混合动力技术国内外应用与研究现状12-22
• 1.2.1 发展概况12-16
• 1.2.2 系统建模16-18
• 1.2.3 再生制动18-19
• 1.2.4 系统优化19-20
• 1.2.5 能量管理20-22
• 1.3 课题研究背景及意义22-23
• 1.4 主要研究内容23-24
• 1.4.1 液压恒压网络车辆驱动系统结构优化23
• 1.4.2 液压恒压网络车辆驱动系统特性分析23
• 1.4.3 液压恒压网络车辆驱动系统控制策略研究23-24
• 第2章 液压恒压网络车辆驱动系统模型24-42
• 2.1 液压恒压网络车辆驱动系统结构24-27
• 2.2 驱动系统模型27-38
• 2.2.1 发动机模型27-28
• 2.2.2 变排量液压泵模型28-30
• 2.2.3 液压蓄能器模型30-32
• 2.2.4 液压变压器模型32-34
• 2.2.5 液压马达模型34-35
• 2.2.6 液控单向阀模型35-38
• 2.3 车辆动力学模型38-39
• 2.4 模型仿真39-41
• 2.5 本章小结41-42
• 第3章 液压恒压网络车辆驱动系统特性分析42-66
• 3.1 驱动系统响应特性42-55
• 3.1.1 驱动系统响应特性影响因素分析42-51
• 3.1.2 动态过程分析51-55
• 3.2 驱动系统刚度特性55-60
• 3.3 再生制动特性60-65
• 3.4 本章小结65-66
• 第4章 驱动系统控制方法与控制策略研究66-90
• 4.1 液压变压器控马达系统驱动控制方法66-74
• 4.2 基于规则的驱动系统控制策略74-82
• 4.2.1 发动机-变量泵控制77-78
• 4.2.2 液压变压器控制78-80
• 4.2.3 SOCp阈值的确定80-81
• 4.2.4 再生制动控制81-82
• 4.3 驱动系统控制策略仿真结果分析82-88
• 4.4 本章小结88-90
• 总结与展望90-92
• 全文总结与主要结论90-91
• 创新点91
• 研究展望91-92
• 参考文献92-98
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单98-99
• 致谢99

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本文编号：650203