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《中南大学》 2011年
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液压挖掘机混合动力系统建模及控制策略研究

龚俊  
【摘要】:液压挖掘机由于用量大、油耗高、排放差,已逐渐成为节能研究的主要对象之一。改善动力系统功率匹配是开展液压挖掘机节能研究的一个重要方向。传统的功率匹配研究对挖掘机的节能起了一定促进的作用,但由于挖掘机负载的剧烈波动,现有的动力系统匹配技术不能从根本上解决发动机燃油效率低和排放性能差的问题。混合动力技术在汽车上的成功应用为传统液压挖掘机的功率匹配节能研究打开新的思路。本论文重点研究的液压挖掘机混合动力系统的控制策略问题。 本论文首先在分析研究现有混合动力驱动与能量回收系统结构的基础上,确立一种适应于挖掘机工况特点的液压挖掘机混合动力系统结构。并以此为基础建立了液压挖掘机混合动力系统仿真模型,进行了动力耦合特性与动力元件参数分析。通过仿真,验证了本文所提出的液压挖掘机混合动力系统的有效性与可行性。 随后,对现有混合动力挖掘机控制策略进行了综述性分析。针对目前这些控制策略的不足,并结合挖掘机的工况特点,提出了基于工况预测的准定工作点控制策略与全局变量瞬时优化控制策略:前者与文献中提出的诸多控制策略一样都是基于经验规则的;后者则采用全局瞬时优化的思路,这在混合动力挖掘机控制策略研究中尚属首次。仿真结果表明,上述两种控制策略在稳定发动机工作点、保持超级电容合理荷电状态、获得较好的燃油经济性等方面均有一定优势。为进一步研究混合动力挖掘机动力系统结构与控制策略提供了一定的理论与试验依据。 最后,对仿真中用到的数据与模型中提出的一些假设进行了试验验证。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU621

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张俊;混合动力液压挖掘机仿真平台的建立与分析[D];吉林大学;2012年
2 李赛白;液压挖掘机回转制动能量回收系统研究[D];中南大学;2012年
3 张正飞;装载机并联式混合动力系统控制策略研究[D];吉林大学;2013年
4 杨杰;混合动力液压挖掘机实时仿真系统研究[D];浙江大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 林述温;花海燕;;1种挖掘机恒压网络二次调节液压系统及其能耗分析[J];中国工程机械学报;2009年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 高峰;液压挖掘机节能控制技术的研究[D];浙江大学;2002年
2 张翔;电动汽车建模与仿真的研究[D];合肥工业大学;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 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
5 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
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 赵峰;混合动力电动汽车用永磁同步电动机调速系统研究[D];天津大学;2003年
2 吴伟岸;混合动力汽车动力系统参数选择及匹配研究[D];合肥工业大学;2005年
3 费望龙;混合动力液压挖掘机控制策略设计与参数优化研究[D];中南大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姜继海;于斌;于安才;沈伟;;基于能量回收再利用的液压挖掘机回转系统节能研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 陈翠;孙衢;王旭光;;基于EKF的感应电机无速度传感器控制系统[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 刘涵;高俊涛;;并联式混合动力汽车控制策略及遗传算法优化研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
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5 郭刚;黎波;张宏梅;罗文兴;;液压挖掘机工作装置轨迹模糊控制方法[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
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7 郝鹏;何清华;张新海;谢嵩岳;;挖掘机负载和工况识别技术研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
8 肖清;王庆丰;林添良;胡宝赞;龚文;;混合动力系统在液压挖掘机上的应用研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
9 姜继海;于安才;沈伟;;基于CPR网络的全液压混合动力挖掘机[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
10 李艳杰;于安才;姜继海;;挖掘机节能液压控制系统分析与应用[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹安东;基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D];合肥工业大学;2010年
2 杨金辉;数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用[D];湖南大学;2010年
3 万宇宾;交流伺服系统自适应滑模控制理论与方法研究[D];华中科技大学;2010年
4 庞珽;混合动力汽车双机械端口电机及其控制系统研究[D];华中科技大学;2010年
5 林潇;液压挖掘机并联式混合动力系统控制策略研究[D];浙江大学;2010年
6 刘英杰;负载口独立电液比例方向阀控制系统关键技术研究[D];浙江大学;2011年
7 赵国新;变频电源供电永磁同步电动机几个关键技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
8 田毅;电动汽车运行状态识别及HEV控制策略研究[D];北京交通大学;2010年
9 杨钫;面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究[D];吉林大学;2011年
10 曾理湛;永磁同步直线电机复杂机电耦合系统分析与控制方法[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
2 高圆圆;基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究[D];山东科技大学;2010年
3 葛金法;感应电机矢量控制系统研究与实现[D];浙江理工大学;2010年
4 王瑞玲;无刷直流电动机调速算法及起动电路研究[D];郑州大学;2010年
5 郝春学;基于DSP的三电平异步电动机直接转矩控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 史大伟;宽频调速系统设计及精度分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王彬;船舶多航态对减摇鳍电伺服系统影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 李新文;船舶电力推进同步电机控制系统设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 陈启明;异步电机的单神经元直接转矩控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 谢玉录;用于城市公交车的能量再利用智能控制系统的研制[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 成森,孙业保,耿东,杨为琛,孙逢春;串联型混合动力汽车动力系统设计与仿真[J];车辆与动力技术;2003年04期
2 李相哲,丁干,石常青;混合电动车及其蓄电池[J];电池工业;2003年02期
3 窦国珍,黄念慈,张志钊,贺明智;节能型电动车驱动系统的研究[J];电力电子技术;2003年02期
4 刘博 ,杜继宏 ,齐国光;电动汽车制动能量回收控制策略的研究[J];电子技术应用;2004年01期
5 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
6 邹乃威;章二平;于秀敏;戴群亮;李开亮;;同轴并联混合动力装载机控制策略的研究[J];中国工程机械学报;2012年02期
7 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
8 成凯;张静;王鹏宇;戴群亮;李文新;;挖掘机液压系统建模与仿真[J];工程机械;2010年08期
9 汪世益;方勇;满忠伟;;工程机械液压节能技术的现状及发展趋势[J];工程机械;2010年09期
10 王鹏宇;张俊;戴群亮;成凯;杨胜清;;混合动力挖掘机节能机理分析[J];工程机械;2011年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 石荣玲;装载机并联液压混合动力系统设计与控制策略研究[D];中国矿业大学;2011年
2 姚永明;基于液压变压器的装载机节能研究[D];吉林大学;2011年
3 杭勇;柴油发动机控制模型及控制算法的设计与仿真研究[D];江苏大学;2002年
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
10 李永旭;液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究[D];同济大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 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 宁涛;基于混合动力的液压挖掘机动臂势能回收系统研究[D];吉林大学;2011年
3 张晓建;液压挖掘机动臂势能回收系统方案设计研究[D];中南大学;2011年
4 刘韬;液压挖掘机工作装置结构特性分析与仿真[D];中南大学;2010年
5 曾晶;基于超级电容的混合动力液压挖掘机储能系统研究[D];中南大学;2011年
6 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
7 刘锋;中型液压挖掘机回转系统工作性能的研究[D];中南大学;2011年
8 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
9 吴伟岸;混合动力汽车动力系统参数选择及匹配研究[D];合肥工业大学;2005年
10 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
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 吕传祥;具有2DOF铰接车体挖掘机工作装置液压系统仿真与实验研究[D];吉林大学;2013年
2 郑辉;基于蓄能器能量回收的挖掘机回转节能研究[D];西南交通大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁龙,张欣,李国岫,王浩;并联式混合动力电动汽车动力总成系统的仿真研究[J];北方交通大学学报;2002年04期
2 何洪文,孙逢春,李幼德;混合动力轻型客车动力传动系的设计研究[J];车辆与动力技术;2001年04期
3 成森,孙业保,耿东,杨为琛,孙逢春;串联型混合动力汽车动力系统设计与仿真[J];车辆与动力技术;2003年04期
4 翟丽,彭连云,孙逢春;基于MATLAB/SIMULINK电动汽车感应电机建模仿真与特性分析[J];车辆与动力技术;2003年04期
5 古丽萍;前景广阔的电动汽车[J];节能与环保;2003年08期
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9 段岩波,张武高,黄震;混合动力电动汽车技术分析[J];柴油机;2003年01期
10 李相哲,丁干,石常青;混合电动车及其蓄电池[J];电池工业;2003年02期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 高峰;液压挖掘机节能控制技术的研究[D];浙江大学;2002年
2 张翔;电动汽车建模与仿真的研究[D];合肥工业大学;2004年
3 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
4 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
5 欧阳小平;液压变压器研究[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 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李明泽;混合动力电动汽车驱动系统控制策略研究[D];武汉理工大学;2002年
2 邱海漩;并联式混合动力电动汽车的模糊逻辑控制[D];武汉理工大学;2003年
3 刘家良;基于模糊神经网络的混合动力电动汽车能量管理的研究[D];武汉理工大学;2003年
4 纪云锋;液压挖掘机动力系统的节能控制研究[D];中南大学;2004年
5 杨立勇;电动汽车用永磁无刷直流电机控制技术研究[D];重庆大学;2004年
6 吴伟岸;混合动力汽车动力系统参数选择及匹配研究[D];合肥工业大学;2005年
7 王海燚;混合动力电动汽车ISG系统模型化与控制算法研究[D];吉林大学;2005年
8 陈森涛;汽车42V动力系统建模与仿真[D];武汉理工大学;2005年
9 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
10 吴晓健;液压挖掘机功率控制节能技术研究[D];中南大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁健民,王敏,靳学明;模糊综合法评价液压挖掘机性能探讨[J];建设机械技术与管理;1995年01期
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3 ;新型液压挖掘机在镇江问世[J];中国建设信息;2001年Z1期
4 陆三江;小松产品向上延展 PC300-7、PC360-7液压挖掘机抢滩中国市场[J];工程机械与维修;2004年01期
5 ;三一举行C-8系列暨65吨挖掘机新品发布会[J];建设机械技术与管理;2008年02期
6 陈保西;全国挖掘机行业会议在京召开[J];建筑机械;1983年01期
7 陈正利;我国液压挖掘机发展的几个重要阶段及其前景展望[J];建筑机械;1999年01期
8 胡正隆;Robex210—5型液压挖掘机问世[J];机床与液压;2003年02期
9 曹显利;;三一SY230F型正流量液压挖掘机[J];工程机械与维修;2007年03期
10 王登峰;;做最适合老百姓的品牌——恒特挖掘机将在杭州创建第一家“4S店”[J];今日工程机械;2007年06期
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2 姜继海;于斌;于安才;沈伟;;基于能量回收再利用的液压挖掘机回转系统节能研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
3 郭刚;黎波;张宏梅;罗文兴;;液压挖掘机作业过程预测控制方法研究[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
4 吴武飞;;PC400液压缸损坏的原因及预防措施[A];“绿色制造 质量管理”——海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会2011年会论文集[C];2011年
5 郭刚;黎波;张宏梅;罗文兴;;液压挖掘机工作装置轨迹模糊控制方法[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
6 丁家声;;液压挖掘机与国家基本建设[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
7 周志雄;王珍涛;王卓;;液压挖掘机在矿山应用的对比分析[A];2010全国采矿科学技术高峰论坛论文集[C];2010年
8 杨焕友;马运明;吴悦光;;大直径深立井安全快速施工技术探讨[A];矿山建设工程技术新进展——2009全国矿山建设学术会议文集(上册)[C];2009年
9 肖清;王庆丰;林添良;胡宝赞;龚文;;混合动力系统在液压挖掘机上的应用研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
10 江军;程志彬;;复杂地质条件下的深立井施工技术探新[A];矿山建设工程新进展——2007全国矿山建设学术会议文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 卜政铭;国产200吨液压挖掘机下线[N];地质勘查导报;2008年
3 商立今;北方重汽进军液压挖掘机市场[N];中国冶金报;2004年
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5 田野;卡特彼勒推出320C液压挖掘机[N];中国交通报;2001年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 林潇;液压挖掘机并联式混合动力系统控制策略研究[D];浙江大学;2010年
2 林添良;混合动力液压挖掘机势能回收系统的基础研究[D];浙江大学;2011年
3 杨敬;具有可停缸动力系统的液压挖掘机功率匹配及节能研究[D];太原理工大学;2013年
4 陈明东;液压挖掘机动臂下降势能回收技术研究[D];吉林大学;2013年
5 任志贵;反铲液压挖掘机挖掘性能实验及理论研究[D];重庆大学;2014年
6 高峰;液压挖掘机节能控制技术的研究[D];浙江大学;2002年
7 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
8 张树忠;基于液压式能量回收的挖掘机动臂节能研究[D];西南交通大学;2011年
9 朱建新;液压挖掘机振动掘削机理及其过程优化建模与智能控制策略研究[D];中南大学;2008年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯雨萌;基于电液比例技术的液压挖掘机控制系统研究[D];中南大学;2010年
2 黄亮;液压挖掘机动力系统匹配研究[D];西南交通大学;2012年
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4 付亚超;液压挖掘机回转装置节能研究[D];西南交通大学;2010年
5 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
6 李晶;混合动力液压挖掘机上部回转机构动能回收研究[D];吉林大学;2011年
7 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
8 刘韬;液压挖掘机工作装置结构特性分析与仿真[D];中南大学;2010年
9 于斌;基于能量回收再利用的液压挖掘机回转系统节能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 陈艳军;中型液压挖掘机装载及复位动作协同性研究[D];中南大学;2012年
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