本文關(guān)鍵詞： 液壓混合動力 離散變量 控制特性 能量再生　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：能源問題及環(huán)境問題的凸顯使人們對新能源技術(shù)愈發(fā)青睞,液壓混合動力技術(shù)作為新能源領(lǐng)域的重要分支展示出了極大的節(jié)能潛力。目前液壓混合動力系統(tǒng)的核心元件普遍采用柱塞式變量二次元件,由于其響應(yīng)速度慢,控制信號易受干擾,可靠性差且成本極高等諸多缺點,很大程度上限制了液壓混合動力技術(shù)的推廣和應(yīng)用。數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展使得電子通訊設(shè)備的集成化、輕量化、低耗能、高可靠性得以不斷提高。目前,數(shù)字化技術(shù)已成為自動控制領(lǐng)域中的主流,越來越多的工業(yè)產(chǎn)品的工作方式正向數(shù)字化方式轉(zhuǎn)變。將離散化思想引入液壓變量控制中一方面可以降低系統(tǒng)成本,提高液壓系統(tǒng)的可靠性,另一方面使得控制原理符合液壓元件的物理特性,提高控制精度和快速性,特別是可以完全的解決變量泵最低可控排量及二次元件變量零點的抖動問題。本文參照離散控制理論及數(shù)字電子技術(shù),以離散變量二次元件為基礎(chǔ)提出了液壓離散變量控制方式,結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目“混合動力系統(tǒng)離散變量控制液壓沖擊形成機理及其抑制方法研究”(基金號51405183)對離散變量液壓混合動力系統(tǒng)控制特性進行研究。在對液壓混合動力系統(tǒng)進行深入的研究和分析后發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)多采用以流量控制為基礎(chǔ)的速度控制,在復(fù)雜多負載工況下,控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制參數(shù)多變。因此在本文所述離散變量液壓混合動力系統(tǒng)中采用離散變量轉(zhuǎn)矩控制形式,相對于傳統(tǒng)液壓傳動控制系統(tǒng),轉(zhuǎn)矩控制具有多負載協(xié)同控制、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔、高效節(jié)能等優(yōu)勢,但同時轉(zhuǎn)矩控制中壓力波動對控制的干擾也更為直接。因此需對離散變量控制系統(tǒng)的壓力擾動形成的轉(zhuǎn)矩沖擊現(xiàn)象進行深入的分析,根據(jù)其作用機理改善控制算法,優(yōu)化控制結(jié)構(gòu),以得到良好控制品質(zhì)的離散變量液壓控制系統(tǒng)。本文以理論建模、仿真分析、實驗研究相結(jié)合的形式,通過對離散變量液壓混合動力系統(tǒng)主要元件構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,并對系統(tǒng)主要數(shù)學(xué)模型在離散變量轉(zhuǎn)矩控制下的數(shù)學(xué)推導(dǎo),設(shè)計離散變量轉(zhuǎn)矩控制算法,并對該算法下的液壓混合動力系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換再生進行數(shù)學(xué)分析,為離散變量液壓混合動力系統(tǒng)提供理論依據(jù)。利用AMESim平臺對離散變量液壓混合動力系統(tǒng)構(gòu)建系統(tǒng)仿真模型,在理論研究基礎(chǔ)上對系統(tǒng)仿真模型在不同仿真工況下的仿真結(jié)果加以分析,進一步驗證理論模型的正確性,并分析得到不同系統(tǒng)參數(shù)對離散變量系統(tǒng)控制品質(zhì)的影響,進一步完善參數(shù)匹配原則以適應(yīng)多工況系統(tǒng)工作條件。在仿真分析的基礎(chǔ)上,以輕型解放卡車為平臺開發(fā)出搭載離散變量元件的離散變量液壓混合動力系統(tǒng)半實物仿真實驗平臺,對其在不同系統(tǒng)工況下進行實驗研究,探究在復(fù)雜工況下系統(tǒng)容性和感性負載參數(shù)對離散變量控制品質(zhì)的影響,并對系統(tǒng)實驗中出現(xiàn)的沖擊及抖振現(xiàn)象,低速制動遲滯現(xiàn)象進行系統(tǒng)分析和改進,通過對換向閥組動態(tài)分析其響應(yīng)規(guī)律,對離散變量控制系統(tǒng)加入時序一致性補償算法,以改善系統(tǒng)壓力躍變造成的轉(zhuǎn)矩沖擊。并通過對離散變量二次元件的深入分析,合理擴展離散變量組合序列,降低階梯最小變量梯度并利用其工作壓力相容互補的現(xiàn)象降低壓力超調(diào),有效改善系統(tǒng)抖振現(xiàn)象,完善了離散變量控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)優(yōu)化,為其工程應(yīng)用進一步奠定基礎(chǔ)。本研究為實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的全數(shù)字化控制提供了理論基礎(chǔ),為液壓混合動力技術(shù)及液壓系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的深入推廣探索了新的途徑。
[Abstract]:This paper studies the characteristics of hydraulic hybrid power system by using discrete variable torque control method . Based on the deep analysis of discrete variable quadratic elements , the discrete variable control system is extended to reduce the torque shock caused by the pressure jump of the system . By deeply analyzing the discrete variable quadratic elements , the discrete variable combination sequence is extended reasonably , the control quality of the discrete variable control system is improved , and the control quality optimization of the discrete variable control system is improved . The research provides a theoretical basis for realizing the full digital control of the hydraulic system , and further provides a new approach for the deep extension of the hydraulic hybrid power technology and the energy saving technology of the hydraulic system .

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH137;TP273

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本文編號：1548827