工程机械串联式电传动系统功率匹配及其控制

电传动混合动力技术向工程机械的渗透使得工程机械日益向电驱动的方向发展,因此对工程机械电传动系统的关键基础研究显得尤为重要.根据工程机械的特殊作业工况和作业环境,在保证工程机械动力性能的前提下,以提高燃油经济性为目标,基于工程机械串联式电传动系统功率匹配和控制的基础理论研究,对电传动系统的功率流和功率协调控制进行分析,从而为工程机械串联式电传动系统进一步优化设计和控制打下坚实的基础.     

混合动力工程机械节能效果评价及液压系统节能的仿真研究

对比了串联和并联混合动力在工程机械中的节能效果,并分别将马达能量回收、单独驱动、电动机直接驱动回转和进出口独立调节等节能措施与并联混合动力系统相结合,进行了燃油消耗的理论计算和节能效果的评价,其结论对工程机械的节能研究具有指导意义。考虑到生产成本、操作性和元件的性能等方面因素的影响,提出并联混合动力单独驱动进出口独立调节电驱回转系统应该是目前比较切实可行的主要开发方案。     

西门子电动汽车动力总成部埃尔兰根新厂开业

<正>西门子在德国埃尔兰根集中了混合动力和电动汽车逆变器研发与生产开始批量生产混合动力车型的动力总成西门子正在拓展其电动汽车业务,为研发、生产和测试混合动力和电动汽车的电驱动系统建成了新的工厂。新工厂将生产用于电动汽车动力总成的逆变器,生产车间占地1200m2,检验和测试车间占地1300m2,设有各种测试平台和实验室,以供研发部门进行混合动力和电动汽车的动力总成、充电技术的全部研发工作。通过     

工程车辆液压混合动力技术研究进展

正目前,应用混合动力技术的车辆主要分为油电混合动力车辆(HEV)、油液混合动力车辆(HHV)和机械储能混合动力车辆3种。汽车行业采用较多的是油电混合动力技术,从而被大多数人了解。从技术原理角度看,油液混合动力技术是将能量以液压能形式储存和释放,适合于载荷比大的工程车辆,对工程机械非常实用。当前,一些世界知名的液压汽车厂商已经     

电传动推土机转速控制研究

电传动混合动力技术向工程机械的渗透使得工程机械日益向电驱动的方向发展,因此对工程机械电传动系统的控制策略研究显得尤为重要.为解决电传动履带式推土机的行驶控制问题,在Simulink中建立了以目标速度为输入的驱动电机模型和推土机的终传动模型。然后对驾驶员输入信号进行定义,在Simulink/Stateflow中编写推土机行驶控制逻辑。得到了包含驾驶员输入的整车动力学模型,并利用该模型,对推土机的曲线作业工况进行仿真分析。仿真结果和行驶试验验证了转速调节控制策略的可行性和有效性.     

液压混合动力装载机的节能研究

近年来,国内外工程机械制造商纷纷开展了在工程机械上应用混合动力系统的研究。液压混合动力作为混合动力技术的一个重要分支,相对于电动混合动力,液压混合动力具有功率密度大、可靠性高、容易实现正反转等优点,在工程机械的行走装置和驱动系统中显示出较强的可应用性。     

混合动力电驱变速器耐久试验开发

混合动力电驱变速器EDU采用了插电式强混的形式,蓄电池和驱动电动机是EDU的主动力源,发动机为辅助动力源。EDU包含了TM电动机、ISG电动机、双离合器、二挡传动系统、差速器及同步器等主要部件。本文探讨了混合动力变速器耐久试验要求、试验     

中国工程机械学会挖掘机械分会2010年年会召开

<正>2010年11月8—10日,中国工程机械再制造与电驱动技术、混合动力驱动技术研讨会暨中国工程机械学会挖掘机械分会2010年会在江苏昆山举行。挖掘机作为工程机械最重要的一类产品,目前社会保有量已接近80万台。随着投资拉动效应的结束,行业增速将放缓,要建设低碳、资源节约型社会,再制造产业是应发展的重要领域。此外,在追求低碳、节约、环保的     

卷扬机能量回收系统设计与仿真

起重机作为工程机械的典型,其最主要动力组成是卷扬机系统,因此设计了一个以超级电容为储能单元的混合动力控制系统.借助Matlab/Simulink仿真软件对所设计的混合动力控制系统进行仿真,并模拟起重机下放重量时产生的再生制动能量的回收过程.结果表明:以超级电容为储能单元的混合动力驱动单元适用于以卷扬机为动力系统的起重工程机械;超级电容能够回收一定的能量,起到节能作用.     

混合动力汽车（HEV）驱动系统的研究与讨论

简单介绍了混合动力汽车（HEV）的概念、类型和原理,并对混合动力汽车驱动系统动力耦合方式做了简单描述;根据驱动系统电机的个数,即双电机和单电机,对比分析了每种混动模式的驱动系统的特点和应用,重点讨论了P2模式下驱动系统的结构形式;并总结了混合动力驱动系统的关键技术以及未来混合动力技术发展方向。     

基于矩阵式变换器的多驱动混合电气传动系统研究

提出了一种适合全电动战车的基于矩阵式变换器的多驱动混合电气控制系统,该系统由一个矩阵式的整流单元、多个逆变单元和其它单元组成;矩阵式的高频整流可以获得单位输入功率因数的输入电流,多个单元接在同一直流母线上,可以同时驱动和控制多路负载,在多个逆变单元中采用空间矢量调制,可以获得不同频率和幅值的PWM正弦输出电压;直流母线上还有蓄电池组,作为发电机故障时提供逆变用的直流电源。这个系统具有多驱动、体积小、集成度高、单位输入功率因数、输出多路可调和对主动力系统要求低的优点,适合车辆的全电动化,提高车辆的机动能力,仿真实验结果证实了所提出理论的正确性。     

电动工程机械关键技术研究进展

随着全球变暖和能源危机等问题日益严重,传统工程机械能效低、排放差,已无法满足国家及行业可持续化发展的需求,纯电动系统是工程机械发展的必然趋势。目前,尽管电动化技术已经在汽车领域得到了广泛的应用,但与电动汽车相比,工程机械无论是在结构上还是工况上均存在显著区别,因此需对工程机械的电动化技术开展专门研究。首先,讨论了纯电动工程机械的类型,对电动工程机械进行了概述;然后,结合工程机械纯电动系统的特点,对比分析了工程机械与其他领域电驱动技术的差异,深入分析了电动工程机械中电机调速、电液驱动、能量回收等关键技术,并在此基础上介绍了电动工程机械的国内外研究现状;最后,对电动工程机械未来发展趋势进行展望。     

旋挖钻机卷扬装置电液混合驱动系统特性

现有旋挖钻机卷扬系统是由阀控液压马达驱动。作业过程中,该系统存在非常大的节流损失;而且工作装置下放过程中,大量重力势能经控制阀节流作用转化为热能耗散掉,造成整机能效较低。为此,提出一种卷扬装置电液混合驱动系统,电动机作为主驱动,控制工作装置运动,降低节流损失;液压泵/马达与蓄能器等组合,构成能量回收单元,回收利用重力势能,辅助电动机驱动卷扬装置。分析了液压卷扬、电动卷扬与电液混合驱动卷扬系统的工作原理和运行特性,建立了旋挖钻机机电液多学科联合仿真模型,对不同驱动系统的运行和能量特性进行研究。结果表明,电液混合驱动系统具有良好的运行特性,相较于液压、电动驱动的卷扬系统,可节能27%~66%。     

矿用工程机械驱动桥壳的协同仿真技术研究

为验证某工程机械驱动桥壳工程设计的可靠性,借助三维设计软件CATIA和有限元分析软件ANSYS,基于协同仿真技术对建立的桥壳中面模型进行了研究。所得分析结果表明,该桥壳结构合理,能较好地满足工程应用,进行的研究为工程机械驱动桥壳的研发提供了有益的参考     

旋转机械传动系统连续扭振动力学建模与仿真

在考虑传动系统连续分布质量的基础上,采用拉格朗日方程建立了旋转机械传动系统的连续动力学模型。通过传递函数法推导出任意轴上的扭振响应公式,并得到了存在间隙时传动系统的连续动力学模型。该连续模型能更精确地求解传动系统的固有频率,同时可有效减小传动系统自由度数量的变化对系统基频的影响。仿真结果表明,该连续模型能更丰富地反映出传动系统的扭振特性,为分析旋转机械传动系统扭振问题提供了一种新的途径。     

基于PLC控制的变频闭环调速系统设计

利用PLC、变频器、异步电动机及旋转编码器构建交流变频闭环调速控制系统。文章介绍了变频调速系统的组成及工作原理,给出了系统控制方案并设计了相关梯形图程序,利用MCGS组态软件对该系统的上位机监控界面进行设计。运行结果表明:该系统可靠性高,扩展性好,动态响应速度快。     

参数摄动对四足机器人液压驱动单元位置控制特性影响

高性能四足仿生机器人的设计要求驱动其关节运动的液压驱动单元具有良好的动态特性,但由于液压驱动单元工作参数摄动和其固有的复杂非线性,使得多数情况下液压驱动单元的控制性能受到制约.采用机理建模方法,针对四足机器人采用的一种对称阀控制对称缸的液压驱动单元结构,综合考虑控制器饱和特性、伺服阀压力-流量非线性、伺服缸活塞初始位置变化、库伦摩擦非线性等因素的影响,建立了液压驱动单元非线性数学模型,给出了其液压固有频率和阻尼比表达式;运用Matlab/Simulink软件系统搭建了其非线性仿真模型,在相同工况下,分析了不同控制器比例增益的液压驱动单元位移阶跃响应的仿真及试验结果,以验证仿真模型;并搭建了液压驱动单元性能测试试验台,通过仿真与试验分析,进一步研究了控制器比例增益、系统供油压力、液压驱动单元初始位移、负载力、负载质量、负载刚度对液压驱动单元动态特性的作用机理和影响规律.研究结果表明,建立的非线性数学模型准确、实用,且以上参数的改变均会对液压驱动单元位置控制特性产生不同程度的影响,其影响规律可为四足仿生机器人液压驱动单元控制器参数的在线优化奠定基础.     

黏性流体环境中压电宏纤维致动柔性结构的流固耦合振动特性及试验

柔性结构与周围流体的耦合作用机制广泛应用于仿生机器人、水下航行器、精密仪器及生命医疗等领域。具有驱动变形大、防水性好且柔韧性好的压电宏纤维（Macro fiber composite,MFC）致动器是水下柔性结构变形控制的首选。建立MFC内部致动弯矩和水动力载荷共同作用下柔性结构的流固耦合动力学模型。对粘贴MFC致动器的柔性结构特征截面进行计算流体动力学（Computational fluid dynamics,CFD）分析,得到不同振动特征频率下柔性结构周围流场、压力分布及所受水动力载荷,分别拟合得到MFC致动柔性结构水动力函数的实部和虚部表达式。结果表明柔性结构水动力载荷的附加质量和阻尼效应都随着振动频率的增加而减小。在等振动特征频率下,MFC致动梁结构水动力函数的实部大于匀质等截面梁的实部;在高振动频率下其水动力函数虚部同样大于匀质等截面梁。试验测试了MFC致动柔性结构的水下振动特性,试验所得MFC激励下柔性结构末端稳定振动的幅频特性和相频特性与建立的耦合动力模型相吻合,证实了所建立MFC致动柔性结构的水动力函数及流固耦合振动模型的有效性。     

液压驱动单元基于力的阻抗控制系统前馈抗扰控制研究

液压驱动单元(Hydraulic drive unit,HDU)是液压驱动型足式机器人常用的关节驱动器,具有集成度高、功率密度大等特性。机器人顶层规划后,需依靠其完成具体动作,实现机器人的行走、对角小跑、奔跑等步态。HDU所受外负载会随机器人腾空相和着地相频繁大幅变化,严重影响系统性能。若HDU具备高性能基于力的阻抗控制,则可有效减小机器人在运动过程中足地接触时的碰撞力,保证机器人运动的平稳性。为提高基于力的阻抗控制系统的抗外扰动能力,研究一种前馈抗扰控制(Feedforward disturbance rejection control,FDRC)。介绍HDU基于力的阻抗控制系统及其数学模型,推导其非线性状态空间表达式。针对系统的外扰动推导等价输入矩阵,设计前馈抗扰控制器,并估算伺服阀流量系数。利用HDU性能测试试验台,针对不同工况和典型信号进行试验。试验结果表明,FDRC可大幅提高HDU基于力的阻抗控制系统的抗外扰动能力,且工况适应性良好。该控制方法可降低外扰动对液压驱动型机器人的影响,提高机器人的适应性。     

基于高压锂电的电动叉车行走动力控制系统研究

随着全球变暖和能源危机等问题日益严重,零排放、低振动、无污染的电动叉车越加受到消费者的青睐,纯电动系统是工程机械发展的必然趋势。尽管电动化技术早已在叉车领域得到广泛的应用和认可,但目前的电动叉车多是基于低压,造成功率元器件、连接器、电缆与电机产生较高热损,同时,电流变化率高,容易产生电蚀现象。对此,提出以高压锂电池作为储能单元的高压锂电电动叉车动力总成方案,根据叉车使用工况制定整车行走控制策略,确定驱动电机控制器使用转矩模式控制叉车行走,并探究基准扭矩与油门踏板开度的关系。利用模糊推理规则,实现对驾驶员油门踏板开度控制的意图识别,使用补偿扭矩快速达到驾驶员操作意图。通过MATLAB/Simulink仿真软件验证了高压锂电电动叉车行走动力总成控制策略的可行性。