并聯(lián)混合動力液壓挖掘機的動態(tài)仿真和優(yōu)化控制策略機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計外文翻譯(編輯修改稿)
2025-02-12 14:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圖2 發(fā)動機建模： 穩(wěn)態(tài)效率曲線圖作為發(fā)動機仿真的基本原則，扭矩生產(chǎn)和燃油效率曲線圖被用來對發(fā)動機建模的處理。所有的外部有關(guān)的因素如發(fā)動機轉(zhuǎn)子慣性都已經(jīng)加如考慮，而省去了對一些相關(guān)的發(fā)動機的內(nèi)部因素的考慮。用于建立發(fā)動機模型有關(guān)的曲線如圖3所示。發(fā)動機模型主要用于以下用途：（1） 燃料消耗率：燃料消耗率從發(fā)動機 圖3 燃料消耗率曲線圖獲得，作為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和速度的方程： 方程中為燃料消耗率曲線圖由發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速確定。因此，耗油量可以使用如下所示的公式，將燃料消耗率的值代入式子中計算得出： （2） 轉(zhuǎn)矩曲線圖，發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩可以有發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩曲線圖推出。電動機建模： 為了對電動機系統(tǒng)進行仿真，首先用如下所示的電動機電學(xué)方程和力學(xué)方程對永磁同步電機的dqaxes模型進行審核。在以上方程中,，分別是q和daxis的電感、電流、電壓，R為電動機定子繞組的電阻值，為轉(zhuǎn)子角速度，為定子繞組永磁鐵產(chǎn)生的通量的振幅，p為電動機的極對數(shù)，為電磁轉(zhuǎn)矩，J為轉(zhuǎn)子和負載的混合慣量，F(xiàn)為轉(zhuǎn)子和負載的粘滯摩擦，為轉(zhuǎn)子角位移，為軸的機械轉(zhuǎn)矩。其次，圖4a和圖4b所示的電動機和發(fā)電機模式的效率曲線圖可以對電動機的能量損失進行研究。圖4蓄電池建模：蓄電池系統(tǒng)包括充電狀態(tài)評估模型和電池組工作電壓模型。充電狀態(tài)（SOC）的評估主要采用能量守恒和四路線方法。電池組工作電壓模型是Shepherd模型、Unnewehr universal模型、Nemst模型的混合體。上式中蓄電池的端電壓，R蓄電池的內(nèi)阻，為實驗數(shù)據(jù)確定的系數(shù)。就蓄電池的效率曲線來說，平均效率（80%）是用來衡量在在能量轉(zhuǎn)換的過程中在考慮了蓄電池系統(tǒng)中復(fù)雜的電化學(xué)原理的情況下能量損失情況?？傊?，發(fā)動機，電動機和蓄電池的穩(wěn)定狀態(tài)效率曲線圖都與能量的損失有關(guān)。因此，在混合動力液壓挖掘機中的能量轉(zhuǎn)換現(xiàn)象都已加于考慮。多工作點動態(tài)控制策略：在這一節(jié)中，在混合動力液壓挖掘機環(huán)境下一步一步的提出了多工作點動態(tài)控制策略。首先，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)同對發(fā)動機、電動機和蓄電池控制的主要目標一同被引入。然后，根據(jù)液壓挖掘機的不同工況對多工作點動態(tài)控制策略進行了詳細的說明。此外，我們給出了一組最終優(yōu)化參數(shù)。最后，該控制策略的控制效果如圖所示：如圖5所示，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由一個主控制單元（CCU）、一個發(fā)動機控制單元（ECU）、一個電動機控制單元（MCU）和一個蓄電池控制單元（BCU）組成。主控制器處于整個控制系統(tǒng)的頂端，其完成大量的命令和控制策略。簡單地說，主控制單元的控制策略決定著整個控制系統(tǒng)的效率和控制效果。發(fā)動機控制單元當工作點需要改變時對發(fā)動機的踏板進行調(diào)整。電動機控制單元是子系統(tǒng)中最重要的一部分，因為負載轉(zhuǎn)矩的猛烈波動會導(dǎo)致發(fā)動機工作做點的不穩(wěn)定。除此之外，電動機控制單元實時的檢測主軸轉(zhuǎn) 圖5速，并對其進行調(diào)整以使其符合目標轉(zhuǎn)速，電動機控制單元還可以是發(fā)動機持續(xù)的工作在高燃油效率曲線上。蓄電池控制單元探測電池組的電流和電壓，同時可以完成很多的管理工作，比如
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