【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,工程機(jī)械車輛在城市基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展中扮演著越來越重要的的角色。但與此同時(shí),環(huán)境和能源問題帶來的問題也隨之變成亟待解決的問題。推土機(jī)作為國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要裝備,其特點(diǎn)是工作環(huán)境復(fù)雜多變,場(chǎng)地條件惡劣,負(fù)荷隨作業(yè)工況波動(dòng)范圍較大、頻度較高,另外對(duì)駕駛員的操作技術(shù)要求很高。整個(gè)作業(yè)過程中推土機(jī)生產(chǎn)效率較低,排放較大,系統(tǒng)故障復(fù)雜,這些缺點(diǎn)已然不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求了,因此新型節(jié)能推土機(jī)便是未來工程機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)。電傳動(dòng)作為目前被認(rèn)為最可靠的節(jié)能減排技術(shù)被應(yīng)用于推土機(jī)上是解決燃油經(jīng)濟(jì)性的最佳途徑。針對(duì)工程機(jī)械的特殊結(jié)構(gòu)開發(fā)設(shè)計(jì)有針對(duì)性及合理化的控制策略是提高推土機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵所在。本文是以山推SD24E型履帶推土機(jī)為研究基礎(chǔ),開發(fā)設(shè)計(jì)了電傳動(dòng)推土機(jī)的MATLAB/simulink模型,以推土機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性為目的,深入研究了電傳動(dòng)推土機(jī)能量管理策略。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)通過對(duì)電傳動(dòng)履帶車輛的分析研究,選擇適合于電傳動(dòng)推土機(jī)的結(jié)構(gòu)形式,并確定相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)推土機(jī)綜合作業(yè)工況,分析電傳動(dòng)推土機(jī)的工作模式。(2)通過對(duì)電傳動(dòng)車輛的建模分析,決定采用后向式仿真建模方法并利用理論建模與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建模相結(jié)合的方法,基于MATLAB/simulink平臺(tái)建立發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、超級(jí)電容、電機(jī)及轉(zhuǎn)速控制策略等模型,采用簡(jiǎn)化的方法建立電傳動(dòng)推土機(jī)動(dòng)力學(xué)模型及附件模型。(3)通過分析模糊控制理論基礎(chǔ)及電傳動(dòng)推土機(jī)的整機(jī)模型,從而確定了以超級(jí)電容和整機(jī)需求功率作為模糊輸入,發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)功率作為模糊輸出的控制器模型。通過模糊化與清晰化處理輸入輸出輸出參數(shù),確定出隸屬函數(shù)類型及論域,并根據(jù)整個(gè)循環(huán)作業(yè)工況制定合理的模糊規(guī)則庫(kù)。最后,依照模糊工具箱的特點(diǎn)完成模糊邏輯的建立,并在simulink中建立模糊控制能量管理模型。最后仿真分析對(duì)比了基于規(guī)則的能量管理策略。(4)由于模糊控制器中不論是隸屬度函數(shù)的選取還是規(guī)則庫(kù)的設(shè)計(jì)都比較依賴于主觀經(jīng)驗(yàn),通常無(wú)法達(dá)到最優(yōu)控制,因此采用遺傳算法去更進(jìn)一步的優(yōu)化模糊控制器,從而達(dá)到更好地控制效果。通過對(duì)約束條件的確定及目標(biāo)函數(shù)的算法程序的設(shè)計(jì)完成對(duì)模糊控制器隸屬度函數(shù)的優(yōu)化,通過優(yōu)化發(fā)現(xiàn)較模糊控制而言整車的燃油經(jīng)濟(jì)性得到進(jìn)一步提高,發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)的分布更加合理化。
【圖文】：

而是通過燃油作用產(chǎn)生機(jī)械能，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作產(chǎn)生電能，最后完成驅(qū)動(dòng)上的功率輸出。目前國(guó)外專注于工程機(jī)械車輛研究的企業(yè)（卡勒比特、日立建機(jī)、、利勃海爾）在電傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)經(jīng)取得了一定成果，并且在世界各大工程機(jī)覽會(huì)中亮出自己的產(chǎn)品[11]。而國(guó)內(nèi)工程機(jī)械領(lǐng)域中對(duì)電傳動(dòng)技術(shù)的研究稍微晚了一柳工、徐工、山推等企業(yè)陸陸續(xù)續(xù)推出一些電傳動(dòng)工程機(jī)械。每一次的技術(shù)革新都短與國(guó)外技術(shù)差距的良機(jī)，因此積極開展工程機(jī)械電傳動(dòng)的研究是十分有必要的。.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外電傳動(dòng)工程機(jī)械節(jié)能技術(shù)的研究及應(yīng)用真正開始于 2008 年。在裝載機(jī)方面，，2008 年瑞典的沃爾沃建筑設(shè)備有限公司在拉斯維加斯Conexpo展會(huì)世界展示了首臺(tái)電傳動(dòng)裝載機(jī)—L220F型油電混合動(dòng)力輪式裝載機(jī)，如圖 1.1 所示，機(jī)進(jìn)行工作時(shí)，發(fā)電機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，從而減少發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速工作時(shí)間，該節(jié)省燃料最高可達(dá) 10%[12]；

向世界展示了首臺(tái)電傳動(dòng)裝載機(jī)—L220F型油電混合動(dòng)力輪式裝載機(jī)，如圖 1.1 所示，載機(jī)進(jìn)行工作時(shí)，發(fā)電機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，從而減少發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速工作時(shí)間，該統(tǒng)節(jié)省燃料最高可達(dá) 10%[12]；圖 1.1 L220F 型油電并聯(lián)混合動(dòng)力輪式裝載機(jī)2010 年卡勒比特 966K XE 電傳動(dòng)輪式裝載機(jī)出現(xiàn)在在德國(guó)慕尼黑展會(huì)上；2014 年，型電傳動(dòng)輪式裝載機(jī)ZW220HYB-5B的節(jié)能效率高達(dá) 26%，同時(shí)還可制動(dòng)回收能量]，具體如圖 1.2 所示：
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU623.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2702278