液压挖掘机功率匹配与动力源优化综合控制策略

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液压挖掘机功率匹配与动力源优化综合控制策略作者:王冬云,管成,潘双夏,林潇,WangDongyun,GuanCheng,PanShuangxia,LinXiao作者单位:浙江大学机械设计研究所,杭州,310027刊名:农业机械学报英文刊名:TRANSACTIONSOFTHECHINESESOCIETYFORAGRICULTURALMACHINERY年,卷(期):2009,40(4)被引用次数:2次参考文献(10条)1.彭天好.杨华勇.傅新液压挖掘机全局功率匹配与协调控制[期刊论文]-机械工程学报2001(11)2.尚涛.赵丁选.肖英奎液压挖掘机节能系统的控制策略[期刊论文]-农业机械学报2005(03)3.冯培恩.高峰.高宇液压挖掘机节能控制方案的组合优化[期刊论文]-农业机械学报2002(04)4.彭天好.杨华勇液压挖掘机泵与发动机匹配研究[期刊论文]-中国公路学报2001(04)5.高峰.高宇.冯培恩挖掘机载荷自适应节能控制策略[期刊论文]-同济大学学报2001(19)6.尚涛.赵丁选.肖英奎液压挖掘机功率匹配节能控制系统[期刊论文]-吉林大学学报(工学版)2004(04)7.王庆丰.张彦廷.肖清混合动力工程机械节能效果评价及液压系统节能的仿真研究[期刊论文]-机械工程学报2005(12)8.肖清.王庆丰.张彦廷液压挖掘机混合动力系统建模及控制策略研究[期刊论文]-浙江大学学报2007(03)9.高峰液压挖掘机节能控制技术的研究[学位论文]200110.LinXiao.PanShuangxia.WangDongyunDynamicsimulationandoptimalcontrolstrategyforaparallelhybridhydraulicexcavator2008(05)相似文献(10条)1.学位论文浦汉军液压挖掘机嵌入式功率匹配节能控制系统研究2009液压挖掘机作为工程机械的主要产品之一,如果不采用节能措施其能量损失严重。为了增强国产液压挖掘机与国外产品的竞争能力,就必须提高国产液压挖掘机电子节能控制系统的水平。br  本论文从国内外液压挖掘机电子节能应用现状出发,设计液压挖掘机功率匹配节能控制系统。将“改进的模糊单神经元PID控制算法”应用于该系统中,并通过仿真表明该算法具有优越性。br  论文分析了液压挖掘机功率损失的各种原因,根据挖掘机功率匹配节能控制原理,设计了单、双泵转速感应控制方案,并应用此方案设计节能控制系统。br  嵌入式计算机控制系统是当今单片机控制系统的研究热点之一。本文将嵌入式系统应用于液压挖掘机的电子节能控制中,设计了系统的硬件和软件,并通过模拟实验验证系统的控制效果。2.期刊论文陈欠根.费望龙.蒋苹.CHENQian-gen.FEIWang-long.JIANGPing液压挖掘机功率匹配节能方法研究-建筑机械(上半月)2007(12)通过对目前广泛用于液压挖掘机的几种功率匹配节能方法的深入分析,提出了一种由混合动力系统实现液压挖掘机全局功率匹配节能的方法,研究了混合动力系统全局功率匹配的机理,探讨了混合动力全局功率匹配在液压挖掘机上的工程实现.3.学位论文程度旺多功能液压挖掘机负载功率匹配研究2007在普通型液压挖掘机连接铲斗的部位安装通用连接器,通过该通用连接器,用户可根据需要将铲斗更换成特殊工作机构如钻孔机、液压破碎器等,使液压挖掘机具有钻孔、破碎等多种功能。这种新型的液压挖掘机称之为多功能液压挖掘机。多功能液压挖掘机与普通型液压挖掘机类似,也有重载模式、经济模式、轻载模式以及怠速模式这几种工作模式,其功率参数与挖掘作业工况相适应,当其通用连接器更换不同工作机构作业时,所需压力、流量及功率有所不同,不能完全按上述工作模式来工作。为解决该问题,本文以多功能液压挖掘机泵控系统为研究对象,对其进行了负载功率参数控制,使得不同工况作业时负载功率参数能实现最佳匹配。主要研究内容如下:1.提出多功能挖掘机负载功率匹配控制方案。在分析普通型液压挖掘机功率控制系统的基础上,对多功能液压挖掘机泵控系统进行了研究,并分别就多功能液压挖掘机多工况以及特定工况下负载功率匹配进行了分析,提出了多功能液压挖掘机负载功率匹配控制方案。2.多功能挖掘机泵控系统伺服阀理论研究。伺服阀是负载功率匹配关键元件,故本文对伺服阀进行了设计与研究,并分析了其静态特性与动态特性。3.多功能挖掘机负载功率匹配功率键合图建模研究。应用功率键合图理论,以多功能挖掘机泵控系统为研究对象,分别就多功能挖掘机多工况以及特定工况下的作业建立了数学模型。4.多功能挖掘机负载功率匹配仿真研究。应用Matlab/Simulink仿真软件,分别就多功能挖掘机多工况以及特定工况作业进行了仿真,仿真结果表明,所研制的伺服阀能实现不同工况作业时负载功率参数的匹配;在算法上,运用流量反馈PID控制,使泵的输出流量稳定,以避免不必要的功率损失。5.实验研究与分析。设计了负载功率匹配实验方案;通过调整不同实验参数进行实验,分别就多功能挖掘机多工况及特定工况进行了负载功率匹配实验,验证了本实验方案的可行性。通过实验测试表明,实验结果与预期一致,达到预期目的。4.期刊论文彭天好.杨华勇.傅新液压挖掘机全局功率匹配与协调控制-机械工程学报2001,37(11)研究了发动机-泵和泵-负载两个环节实现局部功率匹配的原理和方法,分析了现有液压挖掘机两个环节之间不能实现功率匹配与协调的原因,提出了液压挖掘机全局功率匹配与协调的原理与方法,并给出了实现方案.这项研究对于设计液压挖掘机新型节能控制系统,提高生产效率,具有较大意义;对于其他行走工程机械也具有参考和借鉴作用.5.期刊论文吴彤峰.谢国进.谢冰.WUTong-feng.XIEGuo-jin.XIEBing液压挖掘机单双泵功率匹配控制策略-广西工学院学报2008,19(1)应用改进的单神经元自适应PID控制算法,构建了液压挖掘机单双泵功率匹配控制器,在双泵中,结合交叉功率控制方法,为发动机与双变量泵功率匹配提供了较好的控制策略.6.学位论文唐伯尧液压挖掘机功率匹配节能控制2004本论文将挖掘机的柴油机、变量泵、阀体和负载作为一个动态系统,用系统论的观念来全面挖掘液压挖掘机的节能潜力。  1、对液压挖掘机多种液压系统节能控制进行了深入研究,其中包括负流量控制、正流量控制和负荷传感控制,首次指出:在重载工况下,负流量控制在节能性与操纵性之间的矛盾是难以调和的,单纯依靠液压系统节能控制方法难以达到较好的功率匹配节能效果。  2、提出柴油机与液压泵功率匹配联合调节的理论,并给出了功率匹配的经济工作曲线。  3、由于液压挖掘机工作很不稳定,有惯性大、高非线性、大滞后等不利因素,而且挖掘机作业循环的多工况,外负载的多变化以及比例驱动系统面临着强烈的外干扰,使得柴油机、变量泵和负载三者之间的数学模型在建立的时候非常复杂、困难,因此本论文提出了基于模糊控制与传统控制相结合的多模态复合控制设计方法。可综合Bang-Bang控制、模糊控制和PID控制的长处,大大提高了系统抗外部干扰和适应内部参数变化的鲁棒性,使整个系统具有良好的动、静态特性。该控制器还可以根据系统软硬件的条件和要求,进行恰当的选择组合,增加控制器对挖掘机不同模态的适应性,也保证了控制器具有较好的硬件无关性和适应性。7.期刊论文陈欠根.李延伟.郝鹏.ChenQiangen.LiYanwei.HaoPeng液压挖掘机负载自适应全局功率匹配控制系统-工程机械2007,38(2)提出一种以发动机-泵-阀-铲斗-负载作为整体来实现功率匹配的全局控制方案,并把全局功率匹配分为发动机-泵的匹配和阀-负载的匹配两部分,前一环节实现泵排量的调节,保证泵把发动机功率完全吸收,转化为液压能;后一环节则是调节阀的开口,使压力随负载变化,时刻把液压能发挥到最大.在铲斗负载自适应条件下发动机功率与负载的匹配和控制方法的实现,揭示了挖掘机节能的一种方法.8.学位论文常毅华液压挖掘机功率匹配节能控制方法及试验研究2006液压挖掘机广泛应用于工业与民用建筑、交通运输、水利电力工程等行业,在国民经济建设中占有重要地位。但是挖掘机能耗巨大,能量利用率仅有20%,因此对其进行节能性研究具有十分重要的意义。文章首先阐述了国内外在挖掘机节能方面的研究现状,并通过分析挖掘机的主要能量损失,把减小动力匹配不合理所造成的损失作为工作重点。接着分析了发动机的工作特性,对发动机采取了限制转速波动范围的转速感应控制策略,并设计了发动机的自动怠速装置。挖掘机在工作过程中,发动机与泵的匹配不合理是造成能量损失的重要原因之一,采取把液压泵的吸收功率设定在发动机的最大输出功率之上,取消发动机的功率储备,更大限度地发挥了发动机的潜能;同时把发动机一液压泵一负载作为一个整体进行研究,提出了“变P—Q曲线”协调控制的方法,通过转速感应控制,使泵在工作过程中能够根据负载的变化来调节排量以实现调节泵的吸收功率使之与发动机相匹配的目的。文中还确定了发动机的不同的动力输出模式和挖掘机的不同工作工况,并针对不同工况下的不同要求,对发动机和泵分别进行不同的控制。在此基础上,制定了整体控制策略,使发动机尽可能工作在最优区域,达到节省燃油消耗的目的。最后通过大量的试验研究完成了以下三个方面内容:一.分别验证了发动机空载和重载下转速波动对油耗的影响,确定了发动机自动怠速转速;二.确定了发动机在不同转速下发动机与泵匹配的最大功率点和与之对应的泵控电流值;三.确定了P—Q曲线的调节范围和对应的电流调节范围。9.期刊论文纪云锋.陈欠根.吴晓健.何清华液压挖掘机区间功率匹配控制-建筑机械2004(12)针对挖掘机分工况调节中,只根据负载情况进行动力系统的静态模式设定,不能彻底解决功率匹配的问题,提出区间功率匹配控制的方法.在满足对负载功率和作业速度需求的情况下,尽可能使发动机工作在低油耗区,达到高效、节能的性能指标.10.期刊论文尚涛.赵丁选.肖英奎.国香恩.金立生.张红彦液压挖掘机功率匹配节能控制系统-吉林大学学报(工学版)2004,34(4)将发动机、变量泵、控制阀、负载作为一个系统,分析了该系统各环节匹配的原理和方法.以泵出油口压力为依据,实现了动力系统-工况的自适应控制;以转速传感控制方式实现了发动机-泵的功率匹配;以变量泵出口流量为依据,由微机控制调节多路阀阀口开度,实现了负载-泵的功率匹配.克服了以往单纯采用压力或转速控制方式的不足,并采用模糊算法在线实时调整PID控制参数,实现了自适应节能控制.本文链接:授权使用:天津工业大学(tjsg06),授权号:fbb9e496-677b-40f5-b9f2-9e9501677d12下载时间:2011年2月25日

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