基于典型作业工况的串联式电传动推土机功率跟随控制策略

为提高串联式混合动力推土机的燃油经济性,研究动力传动系统的能量分配策略。分析发动机和发电机的动态工作特性,通过台架试验建立发动机的动力输出特性模型、油耗特性模型和发电机的效率特性模型;通过超级电容的电阻串并联模型结构分析,建立超级电容的动态工作模型,设定荷电状态的安全工作范围。基于台架试验及模型获得的发动机最佳燃油消耗曲线,提出一种最佳燃油消耗曲线的功率跟随控制策略。研究推土机的典型作业工况,在典型作业工况下对提出的控制策略进行仿真,阐述超级电容的荷电状态及电压、电流的变化规律,并与传统机械传动结构的原型机在发动机工作转速、转矩、油耗和加速踏板位置变动等参数方面进行对比分析。结果表明,在推土机典型作业工况下,采用最佳燃油消耗曲线的功率跟随控制策略与原型机相比,节油率达13.1%。     

混合动力挖掘机电回转系统储能容量的优化配置

为了解决混合动力挖掘机电回转系统中超级电容储能容量配置较大、价格昂贵的问题,提高整个驱动系统的性价比,提出了一种将超级电容应用于混合动力挖掘机电回转系统的功率匹配策略,并在此基础上将超级电容储能系统的性价比作为储能容量的优化目标。运用遗传算法对建立的系统数学模型进行容量优化配置。最后通过搭建系统的MATLAB模型进行了仿真验证,并对优化前后参数进行了对比。结果表明,该优化模型提高了混合动力挖掘机回转驱动系统的性价比,对于混合动力挖掘机电回转系统中超级电容容量的配置有一定的参考作用。     

新型动力耦合系统工作模式分析与参数匹配研究

为改善混合动力汽车的耗油特性与动力性能,提出了混联式双行星排动力耦合系统,针对该系统的各种工作模式进行了功率分流与转速转矩特性分析。完成了主减速比、行星机构特性参数的设计,以及发动机、电动机等传动系统关键部件的参数匹配。在MATLAB/Simulink环境下建立了整车物理仿真模型,仿真结果表明:循环工况下的耗油特性及动力性能得以改善,验证了该方案的可行性。     

基于随机动态规划的混合动力履带车辆能量管理策略

混合动力履带车辆采用发动机—发电机组和电池组混合供电,必须设计满足车辆动力性和燃油经济性约束的能量管理策略。针对串联式混合动力履带车辆,提出一种基于随机动态规划的能量管理策略设计方法。以实车行驶试验数据为目标工况,将驾驶员功率需求抽象为随车速变化的马尔科夫过程。建立发动机—发电机组、电池组以及直流母线功率平衡动态模型。以目标工况中燃油消耗及电池最终荷电状态的偏差作为车辆的优化控制成本函数,建立车辆能量管理最优控制问题。采用策略迭代法求解以发动机转速、电池组荷电状态、车速和驾驶员功率需求为输入、发动机电子节气门为输出的最优控制策略。所得控制策略通过基于前向车辆模型的仿真以及行驶试验验证。结果表明,相对于原发动机多点控制策略,所得最优控制在满足目标工况同时,燃油经济性明显提高。     

基于SIMULINK的单组电池负载隔离式电动汽车建模仿真

负载隔离式电动汽车提高了电动汽车的续航里程,其将动力与能量的概念区分开来,使发动机能够一直工作在最经济的工况区域中。现针对某微型轿车,基于SIMULINK建立了一个单组电池的负载隔离式电动汽车的整车模型,根据汽车性能指标的要求,对整车系统模型、汽油发电机组、电池组和电动机模型进行了参数匹配,在平均车速加速到设定的最高车速的过程中分析得到电池电压曲线图和电动机输出功率图,由图可知,电池没有过压危险,电动机没有超过峰值功率,从而验证了模型的可行性和优越性。     

串联式混合动力推土机系统建模及性能仿真

为了从理论上对混合动力推土机进行研究,并从中找到有利于系统节能的有效途径,以某传统动力推土机为原型,运用AVL CRUISE和MATLAB/Simulink软件建立基于电池的双电机串联式混合动力推土机的仿真模型.通过试验采集原型机在典型工况下的速度谱和载荷谱验证仿真模型和设计推土机工况,从而研究混合动力推土机的动力性和经济性.仿真结果表明:双电机串联式混合动力推土机方案能实现原机的动力性,稳定发动机工作点,提高燃油经济性.     

履带车辆感应电动机驱动系统匹配理论

为了把以某15 t级装甲履带车辆的机械传动系统改装成双电动机独立驱动电传动系统,体现电传动履带车辆的优点,依据该型车辆的整车设计参数和动力性能指标参数,对驱动系统中感应电动机、侧传动性能参数进行合理匹配计算。运用现代设计理论与方法——协同仿真与虚拟样机技术,借助控制系统分析软件Matlab/Simulink和多体动力学分析软件RecurDyn/ Track-HM,对整车行走系统及电动机驱动系统进行了建模与协同仿真,并提出转矩控制策略。对加速性能、最高车速、最大爬坡度和原地转向等四种不同极限工况下驱动性能的仿真结果均得到国内首台电传动履带车辆原理样车实车路况试验结果验证,从而说明匹配是合理可行的,协同仿真模型及控制策略是正确的。对提高国内电传动履带车辆的研究水平具有重要的现实意义。     

电池动力重载四足机器人复合电源设计与仿真

足式机器人在高速行走过程中与环境交互作用强,载荷强交变,过载系数大,对于电池动力重载四足机器人来讲,动力电源需频繁、快速释放较大功率,常规动力电池系统难以兼顾轻量化、经济性和交变的功率要求,易造成直流母线电压剧烈波动,影响用电设备的正常工作,亟需具有高功率密度和高能量密度电源作为电池动力重载四足机器人的动力电源。从高速行走工况的仿真功率特性分析出发,得知需求电源峰值功率与平均功率之比远大于普通锂电池放电水平,且需求功率变化频繁,并分析了锂电池和超级电容放电特性,并提出锂电池和超级电容的复合电源设计方案,建立了复合电源的数学模型;结合复合电源系统动力性、经济性和轻量化的要求,提出了基于MATLAB遗传算法的锂电池和超级电容优化匹配方法,最后设计基于门限值的能量管理控制策略,并对匹配后的复合电源进行仿真,仿真结果表明设计的复合电源系统满足动力系统的对电源的要求,验证了设计的正确性和控制策略的有效性。     

推土机

GJ20041099 全液压推土机行驶静压驱动系统参数设计与校核[刊,中]/郭俊…//筑路机械与施工机械化.—2003,20(5).—5～7全液压推土机行驶静压驱动系统参数的选择与匹配决定了其液压系统及整机性能的发挥,对全液压推土机行驶静压驱动系统的关键参数进行了设计和计算分析,并对一些关键参数进行了校核。参2GJ20041100 推土机静液压传动装置的参数匹配与控制[刊,中]/王永奇…//建筑机械化.—2003,24(10).—34～36研究了推土机静液压传动系统参数的匹配条件、原则和控制方法,分析了发动机、泵和马达组成的负荷驱动系统各环节的参数匹配和控制目标     

并联混合动力电动汽车动力系统的参数匹配

针对典型的转矩复合结构并联混合动力电动汽车(PHEV),提出了用工程分析与仿真校验相结合的方法,对其动力系统中发动机功率、电动机参数、传动系速比和电池参数等主要参数进行匹配的原则、步骤,并通过实例加以说明和验证。     

某混合动力商用车两档行星箱壳体模态特性研究

混合动力商用车通过电动机与发动机进行混合驱动,由于其设计车速较低,多采用两档齿轮箱进行匹配,而新型两档行星齿轮箱是混合动力总成的主要噪声辐射件,其模态特性是结构设计中需重点研究的问题。文章根据某混合动力商用车匹配设计的两档行星箱,对其壳体进行三维建模,并综合运用有限元软件完成壳体的自由模态分析与约束模态分析,获得其结构动态特性,为壳体的改进提供理论依据。     

模块化混合动力驱动系统在重型越野车上的应用

针对重型多轴车辆后备功率较大、动力盈余的问题,提出模块化混合动力驱动系统的设计方法.选取分路并联式模块化混合动力驱动系统作为某重型四轴越野车的驱动系统方案,并对该系统的动力参数匹配进行了研究,得到了合适的发动机、驱动电机以及电池组参数.     

发动机-变量泵功率匹配极限负荷控制

根据负荷多变工况条件下发动机一变量泵系统的节能要求，分析了发动机功率极限负荷的控制机理；运用转速传感控制原理，提出了变量泵随发动机功率变化进行功率匹配的动态调节方法；给出了发动机-电比例控制变量泵功率匹配控制方框图，推导出系统控制调节传递函数。实验证明：外负荷变化时变量泵吸收功率与发动机输出功率基本匹配，发动机无须功率储备就可以保持正常工作，节能效果明显。     

开沟铺管机行走与开沟系统设计和功率匹配研究

该文通过计算和分析开沟铺管机行走系统,推导出液压行走系统扭矩-速度-液压系统效率曲线图和关键点。依照开沟铺管机的作业工况,设计了液压行走系统电控方案。探讨发动机与液压行走系统的功率匹配方案。根据开沟系统功率计算公式,分析影响开沟功率的因素。结合液压驱动和开沟系统与发动机功率和扭矩的曲线图,在进一步探讨驱动和开沟系统的功率分配原则的基础上,得出功率分配方案框图,为链式开沟铺管机的设计使用和动力系统匹配提供一定的参考和借鉴。     

轻度混合动力汽车巡航工况总工作效率分析和优化

在混合动力电动汽车巡航工况时,为了降低油耗和延长电池的使用寿命,对其能量管理策略的优化除了考虑发动机和电动机工作点的优化之外,还应考虑电池工作点的优化。针对这个问题,建立一种具有无级变速结构的轻度混合动力电动汽车的纵向动力学方程,在此基础上综合考虑发动机、电池、电动机与传动系统的效率,分析车辆巡航工况下的系统效率,得到系统效率优化的目标函数和约束条件。随后利用序列二次规划算法对轻度混合动力电动汽车系统效率进行优化计算,从而确定车辆巡航工况下的最佳蓄电池功率和最佳无级变速器(Continuously variable transmission, CVT)减速比。优化结果揭示出驱动系统的特性,可为驱动系统的优化奠定基础。     

纯电动汽车动力驱动系统参数优化设计及性能仿真研究

纯电动汽车动力驱动系统的参数设计,如电池容量、电动机功率、传动比以及它们之间的合理匹配,对纯电动汽车的续驶里程和动力性等都有显著的影响。本文主要研究将优化理论应用到纯电动汽车动力驱动系统的优化设计中,以实现驱动系统各个部件参数的最佳匹配,充分发挥纯电动汽车整体性能,通过仿真试验证明了该方法的正确性和有效性。     

混合动力地下铲运机驱动系统控制设计

针对混合动力地下铲运机驱动控制系统及控制策略进行设计,对可能出现的特殊工况提出有效的解决方案,使得铲运机驱动系统能够适应各种工况。首先分析了地下采矿铲运机L型循环工况,提出利用超级电容器作为储能单元的串联式混合动力铲运机驱动系统结构。完成混合动力驱动系统中各主要部件的选型,并分析制定针对地下铲运机循环工况的混合动力驱动系统四种工作模式及功率流向。在此基础上,设计制定针对混合动力铲运机的驱动系统控制策略。以传统线束和CAN通信相结合的方式对混合动力铲运机电控系统进行设计。利用混合动力铲运机试验台架,对混合动力驱动系统进行试验与调试。结果表明混合动力铲运机驱动系统控制策略的有效性和合理性,可以作为同类设计的参考依据。     

基于ADVISOR的并联PHEV动力参数匹配的研究

分析了并联PHEV动力系统的基本结构,表明动力参数匹配对PHEV的设计研发具有重要的作用。总结得到了PHEV动力参数匹配的基本原则、方法和步骤,主要根据汽车动力学方程、整车基本参数,在满足整车动力性、经济性和纯电动续驶里程要求前提下,通过计算匹配得到了电动机峰值和额定功率、发动机峰值功率和额定功率、纯电动模式下车速与动力电池功率和动力电池能量关系以及传动系统的最大传动比和最小传动比等重要的动力参数。应用ADVISOR汽车仿真软件搭建了PHEV仿真模型,在CYC-HWFET行驶工况下进行了仿真试验。仿真结果表明,动力性、经济性以及纯电动续驶里程均满足整车开发设计要求,进一步验证了所使用的PHEV动力参数匹配方法的有效性和所匹配得到的PHEV动力参数的准确性。     

基于复合电源恒流控制的电动车再生制动系统研究

超级电容具有功率密度大的特点,将其作为电动车的辅助电源,能够弥补动力电池功率密度低的缺陷。以电动车再生制动系统为研究对象,建立由直流无刷电动机和Buck-Boost型DC-DC变换器、超级电容组及控制器组成的复合电源的电动车再生制动系统的数学模型。为对电动车再生制动系统模型进行验证,设计开发再生制动模拟试验系统,采用小功率直流无刷轮毂电动机驱动系统模拟电动车驱动系统,采用飞轮惯性矩模拟电动车惯性负载。在此基础上对再生制动系统数学模型进行仿真计算和试验验证,结果表明所建立的数学模型准确有效。以制动过程中制动力矩波动范围小为目标,采用恒流控制策略对电枢电流进行控制。仿真结果表明,由动力电池和超级电容组成的电动车复合电源,能够有效吸收再生制动能量,所采用的恒流控制策略能够实现制动过程中的制动力矩稳定及较高的能量回收效率。     

基于Simulink的ISG型客车混合动力系统的仿真研究

针对ISG型混合动力系统结构、控制复杂,传统开发风险高、周期长、成本高等问题,采用后向仿真的思想,应用Simulink仿真工具,对其动力系统完成了能量管理策略的设计与建模,建立了工况输入模型和驾驶员PI控制模型,结合相关理论公式及试验标定数据对其主要部件如驱动电机、发动机、发电机、动力电池进行了模型建立。结合中国城市典型工况,基于功率分配思想提出了以发动机优先驱动优化发动机工作效率的整车能量管理策略。仿真结果研究表明,仿真模型可以准确模拟实车进行循环工况行驶,完成经济性试验和和实时输出各部件工作特性参数的功能,该模型可以作为动力系统能量管理策略研究和部件参数优化的基础,对车辆前期开发阶段快速确定整车控制策略,提高匹配该系统车型的经济性具有重要意义。