本文選題：混合動(dòng)力系統(tǒng)　切入點(diǎn)：液壓挖掘機(jī)　出處：《浙江大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：液壓挖掘機(jī)在工程建設(shè)領(lǐng)域起著重要作用,近年來(lái)引入了混合動(dòng)力技術(shù)以解決其能耗大、排放差的問(wèn)題�；旌蟿�(dòng)力液壓挖掘機(jī)集成了機(jī)械、電子、液壓傳動(dòng)和人機(jī)工程等多學(xué)科領(lǐng)域,系統(tǒng)的集成和測(cè)試往往要到樣機(jī)研制成功后才能進(jìn)行,而且混合動(dòng)力技術(shù)具有多種可行結(jié)構(gòu),如果分別對(duì)每種方案建立試驗(yàn)臺(tái)架或樣機(jī),則研發(fā)周期太長(zhǎng)、成本高、效率低,難以滿足市場(chǎng)對(duì)多樣性和快速性的需求。 本文利用實(shí)時(shí)仿真技術(shù),采用模塊化建模思想,設(shè)計(jì)了以dSPACE實(shí)時(shí)仿真機(jī)為核心的混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng),為控制器和控制策略等開(kāi)發(fā)提供了較為精確的實(shí)時(shí)控制原型,還可以為進(jìn)一步的半物理仿真提供可實(shí)時(shí)系統(tǒng)模型,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)較高置信度的仿真。各章節(jié)內(nèi)容如下： 第一章介紹了混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)及其國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況,論述了仿真技術(shù)及其在混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)上的應(yīng)用現(xiàn)狀�；趩渭冸x線仿真缺點(diǎn)提出了較高可靠性的實(shí)時(shí)仿真技術(shù),從而為元件及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供可靠的實(shí)時(shí)仿真研究平臺(tái)。 第二章針對(duì)混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)做了實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì),介紹了其硬件和軟件系統(tǒng),重點(diǎn)描述了模擬操作系統(tǒng)、dSPACE實(shí)時(shí)仿真機(jī)軟硬件系統(tǒng)和三維實(shí)時(shí)顯示環(huán)境。 第三章基于挖掘機(jī)復(fù)雜的機(jī)電液系統(tǒng),引入模塊化建模思想,系統(tǒng)地設(shè)計(jì)了動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、上車機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)模型間的數(shù)據(jù)通訊接口,使得模型間的連接容易,大大提高研發(fā)效率和模型重復(fù)利用率。然后根據(jù)元件特性建立了發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)／發(fā)電機(jī)和超級(jí)電容器的可實(shí)時(shí)仿真模型,完成了參數(shù)化封裝,并進(jìn)行了部分元件的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 第四章首先介紹了挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)組成及工作原理,然后根據(jù)第三章模塊化分解和接口規(guī)范,建立了液壓系統(tǒng)基本元件的數(shù)學(xué)模型、上車機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型,模型均進(jìn)行了參數(shù)化封裝。 第五章對(duì)所建的系統(tǒng)模型進(jìn)行了集成,然后基于該實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)進(jìn)行了混合動(dòng)力系統(tǒng)和模擬操控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真,驗(yàn)證了平臺(tái)的有效性。 第六章對(duì)本文的研究?jī)?nèi)容做了總結(jié),并提出了今后工作的方向。
[Abstract]:Hydraulic excavator plays an important role in the field of engineering construction. In recent years, hybrid power technology has been introduced to solve the problem of high energy consumption and poor emission. In the multi-disciplinary fields such as hydraulic transmission and ergonomics, the system integration and test can not be carried out until the prototype is successfully developed, and the hybrid power technology has a variety of feasible structures. The R & D cycle is too long, high cost, low efficiency, difficult to meet the market demand for diversity and speed. In this paper, a hybrid hydraulic excavator real-time simulation system based on dSPACE real-time simulator is designed by using real-time simulation technology and modular modeling idea. It provides a more accurate real-time control prototype for the development of controller and control strategy, and also provides a real-time system model for further semi-physical simulation, and then realizes the simulation with high confidence. The contents of each chapter are as follows:. The first chapter introduces the hybrid electric hydraulic excavator and its development at home and abroad. The simulation technology and its application in hybrid hydraulic excavator are discussed. Based on the shortcomings of off-line simulation, a high reliability real-time simulation technology is proposed, which provides a reliable real-time simulation research platform for component and system development. In the second chapter, a real-time simulation system for hybrid hydraulic excavator is designed, and its hardware and software systems are introduced. The hardware and software system and 3D real-time display environment of the simulation operating system are described. In the third chapter, based on the complex electromechanical hydraulic system of excavator, the modular modeling idea is introduced, and the data communication interface between power system, hydraulic system, boarding mechanism and control system model is designed systematically, which makes the connection between models easy. Then the real-time simulation models of engine, electric / generator and supercapacitor are established according to the characteristics of the components, the parameterized packaging is completed, and some of the components are verified by experiments. In the fourth chapter, the hydraulic system composition and working principle of excavator are introduced. Then, according to the modular decomposition and interface specification in chapter 3, the mathematical model of the basic components of hydraulic system, the dynamic model of the boarding mechanism and the rotary mechanism are established. The models are all parameterized. In the fifth chapter, the system model is integrated, and then the hybrid power system and the simulation control system are simulated based on the real-time simulation platform, which verifies the effectiveness of the platform. The sixth chapter summarizes the research content of this paper and puts forward the direction of future work.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU621

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1654129