混合动力飞机牵引车动力系统匹配优化及控制策略研究

发布时间：2017-08-16 10:03

  本文关键词：混合动力飞机牵引车动力系统匹配优化及控制策略研究

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【摘要】：近年来我国民用航空业的迅猛成长,机场航班起降愈发频繁,继而机场上飞机牵引车的使用也越来越多,对牵引车性能的要求越来越高。能源危机和日益严峻的环境污染问题使得人们开始重视节能环保的车辆的开发,大量新技术和新的设计思想被不断应用到飞机牵引车中。液压混合动力技术不但可以实现制动能量在短时间内快速有效的回收和释放,而且在制造成本、技术成熟、可靠性以及维护便利程度等方面和传统油电混合技术相比有较大的优势。本文以液压混合动力飞机牵引车为研究对象,目的在于完善液压混合动力技术,并在飞机牵引车中应用液压混合动力技术。引入液压蓄能器回收车辆的制动能量从而降低牵引车的能耗,实现牵引车的节能减排。在飞机牵引车国内外研究现状基础上,根据飞机牵引车的民航和国家标准,基于双桥驱动技术设计了电驱动和液压混合的并联式液压混合动力飞机牵引车动力系统。对飞机牵引车行驶时的动力性需求进行了分析,制定整车参数和性能要求以及动力系统元件的选择准则,对动力系统关键元件进行初步选型以及参数匹配。根据后向建模思想在MATLAB/Simulink环境下建立飞机牵引车整车及各关键部件的仿真模型。动力系统关键元件参数对牵引车的动力性和节能效果等有着显著的影响,合理的参数优化有助于最大限度的提高牵引车整车性能和工作效率。动力系统参数优化选取重要的参数作为设计变量,确定相应的目标函数及约束条件,在MATAB编写蚁群优化算法代码,对目标函数最优值进行求解计算。最后合理的调整动力系统各元件参数,从而达到系统的最佳匹配。制定液压再生制动控制策略和基于模糊逻辑的驱动控制策略,对飞机牵引车动力系统两种能量源进行合理的管理和分配,确定四轮驱动模式下电机和液压泵/马达的转矩分配以及两种制动系统协调工作,仿真结果表明蓄能器、电机的能量充放过程和动力输出过程能很好的完成牵引任务。
【关键词】：飞机牵引车 液压混合动力 匹配优化 蚁群算法 模糊逻辑控制
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题的来源及研究背景和意义9
• 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析9-15
• 1.2.1 国外液压混合动力技术的研究现状9-12
• 1.2.2 国外液压混合动力技术在飞机牵引车上的应用12
• 1.2.3 国内液压混合动力技术的研究现状12-13
• 1.2.4 国内液压混合动力技术在飞机牵引车上的应用13-14
• 1.2.5 国内外研究现状简析及存在的问题14-15
• 1.3 主要研究内容15-16
• 第2章 混合动力飞机牵引车动力系统参数匹配16-31
• 2.1 飞机牵引车动力系统构成和工作原理16-17
• 2.2 飞机牵引车动力需求分析17-19
• 2.3 飞机牵引车行驶工况分析19-20
• 2.4 动力系统关键元件参数匹配20-30
• 2.4.1 动力蓄电池参数的选择20-23
• 2.4.2 电动机参数的选择23-24
• 2.4.3 液压泵/马达参数的选择24-26
• 2.4.4 主减速器传动比参数的选择26-27
• 2.4.5 系统压力参数的选择27
• 2.4.6 液压蓄能器参数的选择27-29
• 2.4.7 液压混合动力系统参数匹配结果29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 牵引车动力系统关键元件参数的优化31-41
• 3.1 优化算法的选择31-33
• 3.2 蚁群优化算法的基本原理33-35
• 3.3 确定参数优化的目标函数35-36
• 3.4 优化目标函数的约束条件36-37
• 3.5 约束条件的转化37-38
• 3.6 液压混合动力系统参数的优化38-40
• 3.7 本章小结40-41
• 第4章 牵引车动力系统仿真模型的建立41-49
• 4.1 后向型飞机牵引车液压混合动力系统仿真模型41
• 4.2 建立牵引车整车行驶阻力仿真模型41-42
• 4.3 驱动电机仿真模型42-43
• 4.4 蓄电池仿真模型43-45
• 4.5 液压泵/马达仿真模型45-46
• 4.6 液压蓄能器仿真模型46-47
• 4.7 整车控制器仿真模型47-48
• 4.8 本章小结48-49
• 第5章 混合动力飞机牵引车动力系统控制策略研究49-60
• 5.1 基于模糊逻辑的控制策略49-52
• 5.1.1 模糊控制理论49-50
• 5.1.2 模糊控制器的组成50-52
• 5.2 混合动力飞机牵引车模糊逻辑控制系统设计52-57
• 5.2.1 液压混合动力系统控制策略目标和要求52
• 5.2.2 液压混合动力飞机牵引车工作模式52-53
• 5.2.3 基于模糊逻辑的驱动控制策略设计53-56
• 5.2.4 再生制动控制策略56-57
• 5.3 仿真结果分析57-59
• 5.4 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-66
• 附录66-72
• 致谢72

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本文编号：682644