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液压挖掘机并联式混合动力系统控制策略研究

林潇  
【摘要】:采用混合动力技术实现高效节能减排,是液压挖掘机领域的一个重要研究方向。国外一些著名挖掘机厂商已开始试制混合动力挖掘机的样机,国内挖掘机厂商也纷纷与高校合作展开液压挖掘机混合动力驱动技术的研究。总体而言,整体水平仍处于起步阶段,其参数匹配、动力控制方法等关键技术还有待深入研究。本文主要就液压挖掘机混合动力系统的结构设计、参数匹配和控制策略等方面进行理论与实验研究,在以下方面取得了一些初步进展: 1、基于混杂系统理论,对液压挖掘机并联式混合动力系统进行了建模描述;就纯电动和并联式驱动两种状态对系统进行了离线静态优化求解;基于粒子群优化算法对系统进行了离线动态优化求解。为控制策略的研究奠定基础。 2、提出了并联式混合动力液压挖掘机的发动机开/关控制方法,制定了发动机开/关切换规则及触发条件,从而实现了纯电动和并联式驱动两种工作模式,提高了整机燃油经济性,同时可充分发掘利用电机和电池的工作能力。 3、提出了具有发动机开/关控制的两种动力控制方法 规则控制算法:引入了工作模式识别模块,在对工况和电池SOC进行综合评判后,实现了对发动机的开/关控制。当发动机处于开状态时,实时调整发动机油门位置,从而实现发动机输出功率与外负载需求功率的匹配。 模糊逻辑控制算法:模糊控制器采用泵平均需求功率和电池SOC做输入量,提高了系统对负载工况的适应性;继而基于遗传算法对模糊控制器隶属度函数的定义进行了离线优化,进一步提高了整机燃油经济性。


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