本文關(guān)鍵詞：基于遺傳算法的混合動(dòng)力集裝箱裝載機(jī)控制策略研究

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【摘要】：集裝箱裝載機(jī)是航空貨物運(yùn)輸業(yè)不可或缺的專用工程機(jī)械,為了改善傳統(tǒng)裝載機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性及排放,將混合動(dòng)力技術(shù)應(yīng)用到裝載機(jī)中。如何制定合理的控制策略,使混合動(dòng)力集裝箱裝載機(jī)在任意載荷、蓄電池SOC(State Of Charge)和溫度下,發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)均工作在高效率區(qū)域,蓄電池SOC保持在合理的范圍內(nèi)。具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值,本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:①建立了混合動(dòng)力裝載機(jī)液壓系統(tǒng)模型、發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值模型、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)效率模型、蓄電池充放電模型和蓄電池溫升模型,以及燃油經(jīng)濟(jì)性仿真模型。②提出了混合動(dòng)力集裝箱裝載機(jī)的遺傳算法優(yōu)化控制策略。該策略以充電轉(zhuǎn)矩界限、放電轉(zhuǎn)矩界限、電機(jī)充電轉(zhuǎn)矩、電機(jī)放電轉(zhuǎn)矩、高、低負(fù)荷時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、蓄電池高荷電狀態(tài)(SOC)門(mén)限值作為優(yōu)化控制參數(shù)。將裝載機(jī)循環(huán)工況等效燃油消耗最低和蓄電池SOC維持平衡作為優(yōu)化目標(biāo)。分別對(duì)裝載機(jī)在不同載荷(1/5、2/5、3/5、4/5和滿載),不同蓄電池初始溫度(10℃~30℃)和蓄電池初始SOC(0.6~0.8)條件下進(jìn)行仿真,獲得經(jīng)過(guò)遺傳算法優(yōu)化的控制參數(shù)。針對(duì)蓄電池SOC低于最佳目標(biāo)值的情況,提出基于遺傳算法的充電控制策略。該策略以混合動(dòng)力裝載機(jī)循環(huán)工況等效燃油消耗最低,且保證蓄電池SOC上升到其最佳范圍內(nèi)的目標(biāo)值為目標(biāo)函數(shù),仿真表明:工況結(jié)束時(shí)蓄電池SOC上升到最佳范圍內(nèi)的目標(biāo)值,且蓄電池充放電電流在1C以內(nèi),滿足蓄電池的控制要求。③研究了動(dòng)態(tài)規(guī)劃全局優(yōu)化的裝載機(jī)控制策略,仿真結(jié)果表明:在滿載和不同蓄電池初始SOC下,基于遺傳算法的控制策略與動(dòng)態(tài)規(guī)劃全局優(yōu)化的仿真結(jié)果很接近。④根據(jù)遺傳算法在不同載荷、蓄電池初始SOC和溫度下所獲得的裝載機(jī)最優(yōu)控制參數(shù),利用響應(yīng)面方法建立了控制參數(shù)的多維響應(yīng)面模型。仿真表明:在任意載荷、蓄電池溫度和初始SOC下,混合動(dòng)力裝載機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性節(jié)油顯著,蓄電池保持荷電平衡,蓄電池溫升保持在合理范圍之內(nèi)。為了驗(yàn)證基于響應(yīng)面模型的混合動(dòng)力裝載機(jī)控制策略的有效性,與基于遺傳算法的控制策略、動(dòng)態(tài)規(guī)劃全局優(yōu)化控制策略和傳統(tǒng)裝載機(jī)油耗進(jìn)行了對(duì)比。
【關(guān)鍵詞】：混合動(dòng)力系統(tǒng) 集裝箱裝載機(jī) 遺傳算法 響應(yīng)面 動(dòng)態(tài)規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V351.3
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 集裝箱裝載機(jī)混合動(dòng)力技術(shù)的研究背景及意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力工程機(jī)械的研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力工程機(jī)械研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 國(guó)外混合動(dòng)力工程機(jī)械研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 混合動(dòng)力汽車(chē)和工程機(jī)械控制策略的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.4 本文研究目的及內(nèi)容14-16
• 1.4.1 本文研究的目的14
• 1.4.2 本文研究的主要內(nèi)容14-16
• 2 混合動(dòng)力集裝箱裝載機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)建模16-30
• 2.1 混合動(dòng)力集裝箱裝載機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)16-18
• 2.2 混合動(dòng)力集裝箱裝載機(jī)動(dòng)力部件數(shù)學(xué)模型18-27
• 2.2.1 液壓系統(tǒng)模型18-21
• 2.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.2.3 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.2.4 蓄電池?cái)?shù)學(xué)模型23-27
• 2.3 混合動(dòng)力裝載機(jī)運(yùn)行工況分析27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 基于遺傳算法的混合動(dòng)力裝載機(jī)控制策略參數(shù)優(yōu)化30-56
• 3.1 遺傳算法的基本原理30-31
• 3.2 遺傳算法優(yōu)化模型的建立31-37
• 3.2.1 基于規(guī)則的控制策略32-33
• 3.2.2 遺傳算法的優(yōu)化變量33-37
• 3.3 基于遺傳算法的無(wú)能量回收裝載機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性仿真37-40
• 3.4 混合動(dòng)力裝載機(jī)動(dòng)態(tài)規(guī)劃全局優(yōu)化控制策略40-46
• 3.4.1 動(dòng)態(tài)規(guī)劃原理40-42
• 3.4.2 混合動(dòng)力裝載機(jī)動(dòng)態(tài)規(guī)劃全局優(yōu)化數(shù)學(xué)模型42-43
• 3.4.3 全局優(yōu)化求解過(guò)程43-44
• 3.4.4 基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的無(wú)能量回收裝載機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性仿真44-46
• 3.5 基于遺傳算法的帶能量回收集裝箱裝載機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性仿真46-50
• 3.6 基于遺傳算法的混合動(dòng)力裝載機(jī)充電控制策略50-55
• 3.6.1 基于遺傳算法的裝載機(jī)充電控制策略50-53
• 3.6.2 動(dòng)態(tài)規(guī)劃全局優(yōu)化充電控制策略53-55
• 3.7 本章小結(jié)55-56
• 4 混合動(dòng)力集裝箱裝載機(jī)控制參數(shù)響應(yīng)面模型56-70
• 4.1 響應(yīng)面模型的建立56-64
• 4.1.1 響應(yīng)面原理56-57
• 4.1.2 全因子設(shè)計(jì)57-61
• 4.1.3 裝載機(jī)控制策略參數(shù)的響應(yīng)面模型61-64
• 4.2 基于響應(yīng)面控制參數(shù)模型的混合動(dòng)力裝載機(jī)經(jīng)濟(jì)性仿真64-67
• 4.3 基于響應(yīng)面控制參數(shù)模型的混合動(dòng)力裝載機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性仿真結(jié)果67-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 5 結(jié)論及展望70-72
• 5.1 全文總結(jié)70-71
• 5.2 研究展望71-72
• 致謝72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 附錄78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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本文編號(hào)：1055885