液压挖掘机动力系统功率匹配及其节能控制

为使液压挖掘机在负载多变条件下节能降耗,需使发动机与变量泵系统实现功率匹配。建立发动机外部特性与变量泵调节装置的数学模型,并提出动力系统功率匹配节能控制策略以及实现该策略的模糊控制算法,得到节能控制系统的理论模型。通过采用Matlab/Simulink建立发动机与变量泵功率匹配节能控制系统仿真模型,模拟挖掘机在不同负载下节能控制系统的运行状态。将控制算法写入主控制器的电子控制单元(Electronic control unit,ECU),在试验样机上进行试验。模拟仿真和试验结果表明,采用该节能控制算法后,发动机转速能稳定在目标转速附近,并降低燃油消耗率,达到节能效果。     

基于模糊神经网络的液压挖掘机节能控制

为了节省液压挖掘机工作过程中的能耗,提出了基于模糊神经网络的稳速节能控制方法。分析了液压挖掘机的油耗损失,给出了节能控制系统,使用变量泵替换定量泵并对挖掘机负载进行预测,根据负载压力需求调节变量的流量,减小了发动机、液压泵和负载功率不匹配造成的能量损失,从而将节能目标转换为发动机转速稳定;建立了挖掘机的动力系统模型,用于对挖掘机控制和仿真分析;提出了模糊神经网络算法,将模糊控制与神经网络的优势融合,经仿真验证和实车试验可以看出,模糊神经网络算法可以将转速稳定在设定转速误差范围内,达到了稳速节能的目标。     

移动式破碎机负载自适应功率匹配技术仿真研究

本文以移动式破碎机为研究对象,利用计算机仿真技术对其负载自适应功率匹配控制系统进行了仿真研究。在负载自适应功率控制原理基础上,运用AMESim仿真软件分别建立A8VO液压泵和整个电液系统的仿真模型,并分别开展仿真分析,得到液压泵流量-压力特性、发动机扭矩、泵功率和流量等仿真结果。对比仿真结果与测试结果可知,本文所建立的仿真模型是合理的,利用计算机仿真技术对移动式破碎机负载自适应功率技术进行研究是可行的。     

发动机-变量泵极限负荷控制系统的设计与仿真

分析传统发动机.液压泵系统产生能最损失的原因,阐述发动机极限负荷控制的原理.根据极限负荷控制原理调节泵的排量,使泵吸收发动机最大扭矩,保证最大限度地利用发动机功率;跟随负载的变化,运用转速感应控制策略调节变量泵的吸收功率与发动机输出功率匹配,使发动机工作速度保持在节能效果突出的转速范围.运用AMEsim软件对A8V0变量泵调节系统进行物理建模和仿真,验证系统转速感应控制策略的有效性,得出系统参数与其动态结果之间的相互关系.     

基于林德HPR-02E1L开式变量泵的挖掘机功率控制器研究

针对应用林德HPR-02E1L开式变量泵的挖掘机功率匹配不佳问题,对HPR-02E1L负载敏感变量泵的工作原理、发动机转速控制策略及挖掘机工作过程的负荷情况等方面进行了研究,提出了一种基于发动机转速跟随的功率控制策略。利用Matlab下的Simulink平台搭建了系统各元件仿真模型,根据发动机实际转速、预设负载转速及系统负载压力,调整PID参数,标定了影响液压泵吸收功率的VD3电磁阀电流,使挖掘机运行过程中转速变化平稳。实验结果表明,功率控制器能够实时监控发动机实际转速,精确控制VD3电磁阀电流始终跟随发动机转速,使挖掘机在负载过程中可以获得较佳的协调性及稳定性。     

负载敏感液压泵稳定性仿真与参数优化

针对负载敏感泵压力偏差较大与稳定性差的问题,基于Pro/E、ADAMS以及AMESim专业仿真软件建立了负载敏感液压泵的虚拟样机.通过理论分析与仿真,提出了负载敏感液压泵变量机构控制系统中阻尼孔和容腔的参数匹配方法,基于该方法对56 cc/r的负载敏感液压泵进行了优化,得到了较好的阻尼孔和容腔的匹配效果.最后,通过试验...     

发动机与静液压传动的匹配与仿真

针对带有静液压变速器HST的农用车辆中发动机与变速器在多变工况下存在功率不匹配和发动机燃油经济性差的问题,根据静液压传动容积调速特性、发动机特性和最佳工作曲线,确立发动机与HST的匹配关系,提出积分分离PID控制算法的匹配调速控制策略,并建立动力传动系统数学模型。运用Matlab/Simulink模块建立动力传动系统的仿真模型,并进行了动态非线性仿真模拟,仿真结果显示发动机转速对最佳经济性和动力性目标转速的跟随性较好,改善动力系统的经济性能和动力性能。     

清筛机挖掘装置功率分配研究

针对清筛机作业系统存在的功率利用不充分、功率分配不合理的问题,设计了新型作业系统,实现发动机的功率在各作业装置之间动态分配,同时提高挖掘装置的驱动能力。针对功率分配时液压泵马达响应时间差异导致挖掘链转速突变的问题,建立了液压泵变排量机构数学模型,设计了一种基于参考模型模糊自适应PID控制器调节液压泵的比例信号,使泵马达的响应时间一致。在Simulink中建立控制器模型,在AMESim建立变排量机构及挖掘装置液压系统模型,通过AMESim与Simulink联合仿真分析设计的控制器,结果表明设计的控制器能有效降低功率分配时挖掘链转速的突变。     

液压挖掘机发动机与液压泵匹配分析

液压挖掘机是以开挖、装载土石方工程为主的工程机械设备之一,其施工效率、燃油经济性、排放标准备受用户关注,主要体现在柴油发动机、液压泵、载荷合理匹配及控制方面。一般依据发动机转速、扭矩、液压泵出口压力、载荷等方面,系统自动调节柴油发动机油门开度和液压泵的排量,确保多工况下液压泵吸收功率跟随发动机输出功率,液压泵与载荷的功率匹配,从而避免功率浪费。     

混凝土泵车节能技术分析与研究

通过建立混凝土泵车发动机燃油消耗率模型和分析确定动力系统节能匹配策略,得到混凝土泵车的一种节能控制系统,应用该节能系统后的泵车发动机能与负载保持良好的匹配,使发动机始终在最佳工作点或最佳工作区运行,平均节油达20%以上。     

发动机-变量泵功率匹配极限负荷控制

根据负荷多变工况条件下发动机一变量泵系统的节能要求，分析了发动机功率极限负荷的控制机理；运用转速传感控制原理，提出了变量泵随发动机功率变化进行功率匹配的动态调节方法；给出了发动机-电比例控制变量泵功率匹配控制方框图，推导出系统控制调节传递函数。实验证明：外负荷变化时变量泵吸收功率与发动机输出功率基本匹配，发动机无须功率储备就可以保持正常工作，节能效果明显。     

基于LUDV系统纯电驱液压挖掘机能耗特性分析

为克服发动机效率低、污染严重、调速性能差的问题,提出了一种基于LUDV系统和变频电机的液压挖掘机系统方案。建立了液压系统、机械结构及变频电机的仿真模型,以及电动液压挖掘机的联合仿真模型。采用变频电机与变量泵复合控制方法,设定电动液压挖掘机“泵排量目标值”（“泵排量目标值”是液压泵目标排量值与液压泵最大排量的比值,是液压泵实际排量的控制目标,不是将液压泵的排量固定在某个数值）分别为0.9、0.7、0.5。研究表明,随着“泵排量目标值”的减小,电机转速提高,耗电量减小;当“泵排量目标值”减小到某个值时,耗电量不会随着“泵排量目标值”的减小而降低,耗电量达到最小值。     

模糊PID进出口独立控制装载机摇臂液压系统

传统装载机常采用四边联动滑阀的多路阀控制液压缸运动,致使进出液压油口节流损失大,尤其对于负载复杂多变工况的摇臂液压缸,能耗损失更为明显。为改进这些不足,提出了一种基于模糊PID泵阀协同进出口独立控制的装载机摇臂液压系统。采用AMESim,LMS Virtual.Lab Motion仿真软件建立了原机的机液联合仿真模型,并通过试验验证了所搭建模型的准确性。在原模型的基础上,构建了基于模糊自适应PID泵阀协同进出口独立控制的装载机摇臂液压系统仿真模型,并进行了动力性、能效特性的研究。结果表明,采用进出口独立模糊PID控制方法可显著降低阀口节流损失,在保持摇臂机构动力性不变的前提下,泵功率峰值在摇臂油缸阻抗和超越工况下分别降低了13.6%和46.8%。     

Shifting Rule Modification Strategy of Automatic Transmission Based on Driver-vehicle-road Environment

Accidental or frequent shift often occurs when the shifting rule is built based on traditional two parameters (I.e., velocity and throttle), because the speed of engine varies slower than change of throttle opening. Currently, modifying shift point velocity value or throttle by throttle change rate is one of common methods, but the results are not so satisfactory in some working condition such as uphill. The reason is that these methods merely consider throttle change rate which is not enough for a car driving in driver-vehicle-road environment system. So a novel fuzzy control modification strategy is proposed to avoid or reduce those abnormal shift actions. It can adjust shifting rule by the change rate of throttle, current gear position and road environment information, while different gear position and driving environment get corresponding modification value. In order to compare the results of shifting actions, fuel consumption and braking distance, emergent braking in level road and extra-urban driving cycle(EUDC) working conditions with fuzzy shifting schedule modification strategy are simulated digitally. Furthermore, a hardware-in-the-loop simulation platform is introduced to verify its effect in slope road condition according to the ON/OFF numbers of solenoid valve in hydraulic system. The simulation results show that the problem of unexpected shift in those working conditions may be resolved by fuzzy modification strategy. At last, it is concluded that although there is some slight decline in power performance in uphill situation, this fuzzy modification strategy could correctly identify slope of road, decrease braking distance, improve vehicle comfort and fuel economy effectively and prolong the life of clutch system. So, this fuzzy logic shifting strategy provides important References for vehicle intelligent shifting schedule.     

液压挖掘机模糊节能控制策略及实验研究

分析了液压挖掘机功率匹配原则，提出了通过控制泵的排量稳定发动机转速，以实现以节能为目的的模糊控制策略。给出了控制器模糊推理算法，设计了基于模糊控制的节能控制系统。实验表明。模糊算法合理，控制系统性能可靠，节能效果明显。     

矢量控制变频液压容积节流调速系统仿真研究

建立变频液压容积调速和节流调速相结合的复合调速系统,通过分析矢量控制三相异步电机的原理,利用AMESim软件建立了矢量控制的三相异步电机的仿真模型,并与液压系统仿真模型相结合,建立了矢量控制变频液压容积节流调速系统的仿真模型。利用该模型对系统的性能进行了仿真研究,表明节流调速可提高变频容积调速系统的低速稳定性,矢量控制变频容积节流调速系统的性能优于一般变频容积调速系统的性能。
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汽车无级变速传动系统综合控制的研究

建立了汽车传动系统模型,研究了实现发动机最佳燃油经济性的算法,考虑到系统模型的强非线性特征以及发动机节气门与变速器速比对汽车动态性能的耦合作用,给出了保证实现汽车的动力性能和最佳燃油经济性的综合控制算法。建立了具有双变量闭环回路控制的综合控制系统,设计出模糊控制器和ＰＩＤ控制器,最后通过仿真比较了两种控制方法对综合控制效果的影响。     

有源先导级控制的电液比例流量阀特性研究

针对现有技术采用压差补偿器或插装式流量传感器控制流量,会降低阀的通流能力,增加系统的功率损失和发热;大流量场合只能通过阀开口面积间接控制流量,受负载变化影响控制精度低;低工作压力范围可控性差、动态响应慢;大通径采用三级结构,构造复杂等问题,提出用小功率伺服电动机驱动小排量液压泵/马达(有源)、结合液压晶体管(Valvistor),构造新的低能耗、高可控的电液比例流量阀。该方法可扩大阀的流量控制范围,提高阀在低压时的动态响应。建立阀的静态数学模型,分析获得影响阀负载流量特性最主要的因素是反馈节流槽预开口量大小;进一步建立阀的动态数学模型,获得主阀芯稳定条件。根据阀的结构组成,建立阀的仿真模型,仿真分析主阀各参数对主阀性能的影响。结果表明,反馈节流槽预开口量越小,主阀负载流量特性越好;主阀口压降越大,主阀芯响应越快;但由动态数学模型可知主阀口压降太大且先导流量较小时,阀的稳定性也会降低。研究也表明,在保证主阀良好的动态特性前提下,可通过使先导泵/马达转速随负载压力变化,实现对阀的流量补偿,从而改善阀的负载流量特性。     

应急救援车辆主动悬挂系统能耗与发动机的功率匹配控制

针对主动悬挂系统能耗与发动机运行参数不匹配而导致的液压主动悬挂系统压力和流量频繁波动、发动机载荷过高导致熄火等问题,提出了主动悬挂系统能耗与发动机功率匹配的控制方案。分析了保证主动悬挂系统与发动机匹配运行的条件,为使主动悬挂系统运行的最大功率小于发动机当前状态下的剩余功率,提出了根据驱动主动悬挂系统的平均流量对变量泵排量控制信号进行动态补偿的控制策略,应用模糊PID控制方法设计了功率匹配控制器。试验结果表明：相较于原主动悬挂系统,应用所提出控制方案的主动悬挂系统所消耗的平均功率降低了42%,发动机扭矩百分比平均值下降了39.6%,主动悬挂系统能耗和发动机载荷明显减小。     

基于全液压平地机小油门工况下“游车”问题的分析及探讨

针对全液压平地机在小油门工况下行驶和作业时“游车”的问题,在进行原因深入剖析之后,运用关联发动机转速、功率以及扭矩等系统参数的液压主泵和马达排量调节的控制策略,成功解决了机器“游车”的问题,使得机器在小油门工况下行驶和作业平稳,速度不来回波动.既节能减排、降低油耗和提高发动机的工作效率,同时也改善了机器操作的舒适性.