当前位置:主页 > 科技论文 > 施工技术论文 >

混合动力液压挖掘机实时仿真系统研究

发布时间:2018-03-23 15:52

  本文选题:混合动力系统 切入点:液压挖掘机 出处:《浙江大学》2013年硕士论文


【摘要】:液压挖掘机在工程建设领域起着重要作用,近年来引入了混合动力技术以解决其能耗大、排放差的问题。混合动力液压挖掘机集成了机械、电子、液压传动和人机工程等多学科领域,系统的集成和测试往往要到样机研制成功后才能进行,而且混合动力技术具有多种可行结构,如果分别对每种方案建立试验台架或样机,则研发周期太长、成本高、效率低,难以满足市场对多样性和快速性的需求。 本文利用实时仿真技术,采用模块化建模思想,设计了以dSPACE实时仿真机为核心的混合动力液压挖掘机实时仿真系统,为控制器和控制策略等开发提供了较为精确的实时控制原型,还可以为进一步的半物理仿真提供可实时系统模型,进而实现较高置信度的仿真。各章节内容如下: 第一章介绍了混合动力液压挖掘机及其国内外发展情况,论述了仿真技术及其在混合动力液压挖掘机上的应用现状。基于单纯离线仿真缺点提出了较高可靠性的实时仿真技术,从而为元件及系统开发提供可靠的实时仿真研究平台。 第二章针对混合动力液压挖掘机做了实时仿真系统设计,介绍了其硬件和软件系统,重点描述了模拟操作系统、dSPACE实时仿真机软硬件系统和三维实时显示环境。 第三章基于挖掘机复杂的机电液系统,引入模块化建模思想,系统地设计了动力系统、液压系统、上车机构和控制系统模型间的数据通讯接口,使得模型间的连接容易,大大提高研发效率和模型重复利用率。然后根据元件特性建立了发动机、电动/发电机和超级电容器的可实时仿真模型,完成了参数化封装,并进行了部分元件的实验验证。 第四章首先介绍了挖掘机的液压系统组成及工作原理,然后根据第三章模块化分解和接口规范,建立了液压系统基本元件的数学模型、上车机构和回转机构的动力学模型,模型均进行了参数化封装。 第五章对所建的系统模型进行了集成,然后基于该实时仿真平台进行了混合动力系统和模拟操控系统的实时仿真,验证了平台的有效性。 第六章对本文的研究内容做了总结,并提出了今后工作的方向。
[Abstract]:Hydraulic excavator plays an important role in the field of engineering construction. In recent years, hybrid power technology has been introduced to solve the problem of high energy consumption and poor emission. In the multi-disciplinary fields such as hydraulic transmission and ergonomics, the system integration and test can not be carried out until the prototype is successfully developed, and the hybrid power technology has a variety of feasible structures. The R & D cycle is too long, high cost, low efficiency, difficult to meet the market demand for diversity and speed. In this paper, a hybrid hydraulic excavator real-time simulation system based on dSPACE real-time simulator is designed by using real-time simulation technology and modular modeling idea. It provides a more accurate real-time control prototype for the development of controller and control strategy, and also provides a real-time system model for further semi-physical simulation, and then realizes the simulation with high confidence. The contents of each chapter are as follows:. The first chapter introduces the hybrid electric hydraulic excavator and its development at home and abroad. The simulation technology and its application in hybrid hydraulic excavator are discussed. Based on the shortcomings of off-line simulation, a high reliability real-time simulation technology is proposed, which provides a reliable real-time simulation research platform for component and system development. In the second chapter, a real-time simulation system for hybrid hydraulic excavator is designed, and its hardware and software systems are introduced. The hardware and software system and 3D real-time display environment of the simulation operating system are described. In the third chapter, based on the complex electromechanical hydraulic system of excavator, the modular modeling idea is introduced, and the data communication interface between power system, hydraulic system, boarding mechanism and control system model is designed systematically, which makes the connection between models easy. Then the real-time simulation models of engine, electric / generator and supercapacitor are established according to the characteristics of the components, the parameterized packaging is completed, and some of the components are verified by experiments. In the fourth chapter, the hydraulic system composition and working principle of excavator are introduced. Then, according to the modular decomposition and interface specification in chapter 3, the mathematical model of the basic components of hydraulic system, the dynamic model of the boarding mechanism and the rotary mechanism are established. The models are all parameterized. In the fifth chapter, the system model is integrated, and then the hybrid power system and the simulation control system are simulated based on the real-time simulation platform, which verifies the effectiveness of the platform. The sixth chapter summarizes the research content of this paper and puts forward the direction of future work.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU621

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘静;季晓明;潘双夏;高峰;;基于Simulink的挖掘机液压系统建模与仿真技术[J];中国工程机械学报;2003年01期

2 杨为民,姚喜,朱成建,孙小梅;WY22Lc型履带式液压挖掘机[J];工程机械;2002年07期

3 刘延斌,金光;半实物仿真技术的发展现状[J];光机电信息;2003年01期

4 李渊博;何清华;张大庆;;液压挖掘机工作装置动力学分析与仿真研究[J];机床与液压;2006年10期

5 吴万荣;程度旺;曹中一;;多功能液压挖掘机泵控系统动态特性仿真研究[J];机床与液压;2007年09期

6 龚文;王庆丰;冯强;;基于DirectX的三维实时显示平台的实现[J];机床与液压;2010年15期

7 姚新宇,黄柯棣;半实物仿真系统中的实时控制技术[J];计算机仿真;2000年01期

8 刘辉,项昌乐,郑慕侨;模块化建模方法及其在车辆传动系中的应用[J];计算机仿真;2002年03期

9 岳世锋;李平康;;基于Matlab/Simulink的火电厂热力系统模块化建模方法[J];燃气轮机技术;2005年04期

10 何彦海;;基于SimulationX的液压挖掘机仿真研究[J];机械工程与自动化;2010年06期

相关博士学位论文 前10条

1 吴海彬;基于半物理仿真的海上平台沉浮运动研究[D];浙江大学;2002年

2 国香恩;液压挖掘机节能模糊控制系统研究[D];吉林大学;2004年

3 张栋;基于功率匹配的挖掘机节能控制技术的研究[D];吉林大学;2005年

4 尚涛;液压挖掘机作业及行走系统节能控制研究[D];吉林大学;2005年

5 刘静;挖掘机器人虚拟样机建模技术及其应用研究[D];浙江大学;2005年

6 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

7 杜文靖;液压挖掘机工作装置设计关键技术研究[D];吉林大学;2007年

8 贾杰;航天器姿态半物理仿真原理及其试验方法研究[D];西北工业大学;2006年

9 肖清;液压挖掘机混合动力系统的控制策略与参数匹配研究[D];浙江大学;2008年

10 郝鹏;液压挖掘机动力系统匹配及节能控制研究[D];中南大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 衣冠超;液压挖掘机混合动力系统的节能控制与参数优化[D];吉林大学;2011年

2 龚俊;液压挖掘机混合动力系统建模及控制策略研究[D];中南大学;2011年

3 陈桂芳;挖掘机负流量控制液压系统建模仿真及能耗分析研究[D];中南大学;2011年

4 许杭;液压挖掘机虚拟样机液压系统仿真及集成技术的研究[D];浙江大学;2002年

5 姬鹏;液压挖掘机反铲装置的运动学仿真及动力学分析[D];吉林大学;2005年

6 陈玉峰;液压挖掘机工作装置运动与动力综合优化研究[D];重庆大学;2005年

7 王爽;液压挖掘机整机建模和节能技术的研究及应用[D];合肥工业大学;2005年

8 孙志广;液压挖掘机工作装置优化设计及性能仿真[D];吉林大学;2005年

9 张晋东;基于dSPACE的混合动力汽车AMT电机控制系统[D];吉林大学;2006年

10 王弟伟;基于DirectX的三维数字地形真三维显示关键技术的研究[D];南京航空航天大学;2005年



本文编号:1654129

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/sgjslw/1654129.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户bf40a***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com