中英文文獻(xiàn)翻譯-混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)控制戰(zhàn)略

中英文文獻(xiàn)翻譯-混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)控制戰(zhàn)略,中英文,文獻(xiàn),翻譯,混合,動(dòng)力,液壓,挖掘,發(fā)掘,機(jī)動(dòng)力,系統(tǒng),控制,節(jié)制,戰(zhàn)略 第 1 頁(yè)混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)控制戰(zhàn)略肖清 1 王慶豐 1 張彥廷 21、浙江大學(xué)流體傳動(dòng)及控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州，310027，中國(guó)2、中國(guó)石油大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，東營(yíng), 257061，中國(guó)2007 年 5 月 21 日概述曾成功應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)的混合動(dòng)力系統(tǒng)，現(xiàn)正引入到液壓挖掘機(jī)中。本課題的主要重點(diǎn)是研究液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制策略。首先是對(duì)混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作條件進(jìn)行了分析。在分析的基礎(chǔ)上，名為發(fā)動(dòng)機(jī)固定工作點(diǎn)控制策略被提出并在模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中研究。名為雙工作點(diǎn)的控制策略的提出克服了恒定工作點(diǎn)控制策略的局限性。雙工作點(diǎn)控制策略的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和電容器的充電狀態(tài)（SOC）的不能同時(shí)優(yōu)化。因此，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)的控制策略能使系統(tǒng)更好地工作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)控制策略，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)分布，抑制電容的SOC但是對(duì)系統(tǒng)的性能影響不大。關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力系統(tǒng);挖掘機(jī);發(fā)動(dòng)機(jī)固定工作點(diǎn)控制策略;雙工作點(diǎn)控制策略; 動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)控制策略1、前言能源消耗和污染在全球范圍內(nèi)越來(lái)越嚴(yán)重。由于工程機(jī)械高能耗和不良排氣，因此，對(duì)其的節(jié)能研究是十分必要和緊迫的，特別是液壓挖掘機(jī)。如果沒(méi)有重大的技術(shù)突破，那么液壓挖掘機(jī)的傳統(tǒng)能源的節(jié)能方法就不能大規(guī)模的提第 2 頁(yè)高影響力 [1,2]。從不同的工作條件下的液壓挖掘機(jī)（狀態(tài)數(shù)據(jù)從實(shí)際工作中派生）可以得出結(jié)論，其負(fù)載功率在較大范圍內(nèi)發(fā)生周期性的變化，從而發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)也周期性變化，因此發(fā)動(dòng)機(jī)不能始終保持在一個(gè)高效率的狀態(tài)。這是液壓挖掘機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性低的主要原因?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳效率范圍來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性的潛力已成功地應(yīng)用于車(chē)輛。因此，為達(dá)到節(jié)約能源，液壓挖掘機(jī)配備混合動(dòng)力系統(tǒng)成為了一種新的方式。最近，液壓挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)，控制策略和混合動(dòng)力系統(tǒng)的能源管理的研究已經(jīng)開(kāi)展 [3-9]。其中，控制策略，它直接決定在動(dòng)力系統(tǒng)中的元件的工作狀態(tài)并最終影響液壓挖掘機(jī)的能源消耗，這是關(guān)心的主要問(wèn)題之一。本文主要涉及液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制策略。我們逐步提出這些控制策略。當(dāng)混合動(dòng)力系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)時(shí)，負(fù)載功率波動(dòng)被蓄能動(dòng)力系統(tǒng)吸收，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出平均負(fù)載功率。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)恒定的高效率點(diǎn)工作的控制策略，可實(shí)現(xiàn)增加發(fā)動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)的效率與效益。然而，根據(jù)控制策略在恒定的工作效率高的觀點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)選擇工作的能力不能和平均負(fù)載功率完全相同，經(jīng)過(guò)一個(gè)工作周期負(fù)載蓄能器（SOC）的狀態(tài)會(huì)上升或下降。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的工作，SOC將超出其工作范圍，系統(tǒng)將不再正常工作。為了克服這種局限性，我們可以采用雙工作點(diǎn)控制策略，即發(fā)動(dòng)機(jī)工作在一個(gè)高功率點(diǎn)和一個(gè)高效率區(qū)域的低功率點(diǎn)。蓄能器的SOC超過(guò)指定的上限時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)切換到低功率點(diǎn);當(dāng)蓄能器的SOC超過(guò)指定的下限時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)切換到它的高功率點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)的效率以這種方式保持穩(wěn)定較高，蓄能器的SOC將不超過(guò)其工作范圍。在雙工作點(diǎn)控制策略下，如果累加器的分配工作范圍很窄，考慮系統(tǒng)的穩(wěn)第 3 頁(yè)定性，發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁的在這兩個(gè)工作點(diǎn)之間切換，這是不可取的。另一方面，如果累加器的SOC的工作范圍設(shè)置廣泛，累加器的效率和循環(huán)壽命將降低。因此，在我們的實(shí)驗(yàn)室，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)這個(gè)控制策略已發(fā)展到可以克服這個(gè)缺點(diǎn)。這種控制策略下，根據(jù)累加器的SOC發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)在高效率范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)變化，也可避免在雙工作點(diǎn)控制策略中遇到的問(wèn)題。本文組織如下。第2節(jié)致力于混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作條件。第3節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)恒定工作點(diǎn)的控制策略。第4節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)雙工作點(diǎn)的控制策略。第5條與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一起討論發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)的控制策略。最后，結(jié)論是在第6節(jié)。2、動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作條件2.1、動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 1 并聯(lián)式混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)的示意圖動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)用并聯(lián)混合方式來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓泵。與串行混合動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)液壓泵相比能源轉(zhuǎn)換損失降低。電動(dòng)機(jī)，它既有電動(dòng)機(jī)的功能也可以作為發(fā)電機(jī)工作，輸出能量連同引擎或?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)多余的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，并存儲(chǔ)在電容器。第 4 頁(yè)2.2、動(dòng)力系統(tǒng)的工作條件圖 2、挖掘工作條件下電源系統(tǒng)的輸出功率圖2顯示了動(dòng)力系統(tǒng)的歸一化輸出功率（P/ P max） ，其中 P是液壓挖掘機(jī)的輸出功率， Pmax是發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率。數(shù)據(jù)來(lái)自某些液壓挖掘機(jī)挖掘的實(shí)際工作周期。從圖中可以看出，輸出功率波動(dòng)較大并具有周期性，周期時(shí)間大約只有18秒。因此，具有快速充放電速度和周期壽命長(zhǎng)的電容，在動(dòng)力系統(tǒng)中被用作蓄能器來(lái)快速平衡功率波動(dòng)。3、發(fā)動(dòng)機(jī)固定工作點(diǎn)控制策略3.1、控制策略的詳細(xì)信息根據(jù)上述分析，液壓挖掘機(jī)的負(fù)載功率是周期和循環(huán)的。在一個(gè)周期內(nèi)的負(fù)載能力，可以采取兩個(gè)組成部分：平均值和波動(dòng)。因此，它是混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)合理的利用發(fā)動(dòng)機(jī)固定工作點(diǎn)（恒轉(zhuǎn)速和恒轉(zhuǎn)矩）的控制策略，發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)固定點(diǎn)工作輸出的平均負(fù)載功率，波動(dòng)功率由電動(dòng)機(jī)電容器提供電源。這樣發(fā)動(dòng)機(jī)可以具有較高的燃油經(jīng)濟(jì)性和低排放的性能始終工作在高效率范圍第 5 頁(yè)內(nèi)。在控制策略的控制下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定工作點(diǎn)是一個(gè)預(yù)設(shè)值。由于電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)同軸連接，其轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)相同。從圖1中可以看出。發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩是液壓泵和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的差。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，我們應(yīng)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，保持發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩恒定。這可以通過(guò)改變通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率實(shí)現(xiàn)。圖 3、電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線(xiàn)圖3顯示了電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線(xiàn)。圖中的符號(hào)有以下幾種:n 轉(zhuǎn)速M(fèi) 轉(zhuǎn)矩nm 電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率?在這里，n m是一個(gè)常數(shù)。正如圖中所示，電動(dòng)馬達(dá)的同步轉(zhuǎn)速變化時(shí)，機(jī)械特性曲線(xiàn)向上或向下移動(dòng)和電動(dòng)馬達(dá)的輸出扭矩的變化是相對(duì)應(yīng)的。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速比n m低， 變?yōu)樨?fù)，電動(dòng)馬達(dá)的扭矩也變?yōu)樨?fù)數(shù)（電動(dòng)馬達(dá)作為發(fā)電機(jī)） 。第 6 頁(yè)否則 和電動(dòng)馬達(dá)的扭矩是正數(shù)。 和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系是由電機(jī)的n?n?機(jī)械特性曲線(xiàn)決定的。圖 4、控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭的矩控制框圖圖4是發(fā)動(dòng)機(jī)在恒定的工作點(diǎn)的扭矩控制策略框圖。圖中使用的符號(hào)如下：Mei 發(fā)動(dòng)機(jī)的額定扭矩nmi 電動(dòng)機(jī)的額定同步轉(zhuǎn)速nmo 電動(dòng)機(jī)的實(shí)際同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率m?Mm 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩Meo 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩 通過(guò)控制算法（PID選擇）給出發(fā)動(dòng)機(jī)的額定扭矩M ei，電動(dòng)機(jī)的額定同步轉(zhuǎn)速; 同步電動(dòng)機(jī)速度控制是由一個(gè)矢量控制器控制； nmo和n m之間的差異 和mn?電動(dòng)機(jī)輸出扭矩M m由n m決定；然后發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩M eo來(lái)配合電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)液壓泵。第 7 頁(yè)3.2、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖 5、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的示意圖圖5所示是建立在我們的實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，研究的是混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制策略。比例溢流閥是用來(lái)模擬混合動(dòng)力系統(tǒng)的負(fù)載壓力。交替液壓泵的排量實(shí)現(xiàn)了負(fù)載流量的模擬。圖中的符號(hào)有以下幾種：pp 液壓泵的壓力 Q 液壓泵的流量 M1 Mot1的轉(zhuǎn)矩M2 Mot2的轉(zhuǎn)矩 U 電容器的電壓 I 電容器的電流f1 Inv1控制信號(hào)的頻率f2 Inv2控制信號(hào)的頻率qc 液壓泵排量控制信號(hào)pc 比例溢流閥壓力控制信號(hào)第 8 頁(yè)為方便控制，我們使用一臺(tái)37kW的變頻電機(jī)MOT1，它是變頻器INV1控制由圖1中發(fā)動(dòng)機(jī)代替。Mot2是功率為22kW的可變頻率電動(dòng)機(jī)，由變頻器INV2控制。并行連接MOT1和Mot2驅(qū)動(dòng)液壓泵。一個(gè)電容為12.5 F、最大電壓400伏的電容器組，被用來(lái)作為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的蓄能器。該系統(tǒng)的主要控制單元由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)采集卡和一個(gè)數(shù)據(jù)控制卡組成合適的傳感器，用于測(cè)量PP， n， Q，M 1，M 2，U，I等?？刂破魇占吞幚韥?lái)自傳感器的數(shù)據(jù)，并輸出控制信號(hào)f 1， f2，q c，p c控制轉(zhuǎn)速電動(dòng)馬達(dá)和液壓系統(tǒng)的壓力流量。3.3、控制策略的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖 6、液壓泵的壓力和流量根據(jù)分析，用上文所述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在固定工作點(diǎn)控制策略進(jìn)行研究。圖6顯示了在一個(gè)工作周期的液壓泵的流動(dòng)速率(Q/ Q max)和壓力（p/ p max）（數(shù)據(jù)來(lái)自實(shí)際工作循環(huán)的液壓挖掘機(jī)） 。我們將流速和壓力轉(zhuǎn)換為相應(yīng)q c和p c來(lái)控制實(shí)驗(yàn)中液壓泵和比例溢流閥。第 9 頁(yè)圖 7、輸出功率的比較圖7給出了標(biāo)準(zhǔn)化Mot1、 Mot2和電容的輸出功率（P/ P max）的比較?？梢钥闯?，在工作周期中MOT1輸出功率波動(dòng)小，說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)幾乎是恒定的，而Mot2 的輸出功率是波動(dòng)的。圖7還顯示，輸出功率Mot2總是低于電容器，它們之間的區(qū)別是電源轉(zhuǎn)換損失。圖7顯示發(fā)動(dòng)機(jī)恒定的工作點(diǎn)的控制策略基本上是可行的，但MOT1 的輸出功率不是完全不變。其原因是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制算法是一種簡(jiǎn)單的PID，是不夠準(zhǔn)確的。提高控制算法是我們下一步研究的重點(diǎn)。4、發(fā)動(dòng)機(jī)雙工作點(diǎn)控制策略由于選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)工作電源能力和平均負(fù)載功率不完全一樣，SOC的電容器長(zhǎng)時(shí)間工作將超過(guò)其工作范圍。我們進(jìn)一步制定了一種控制策略，當(dāng)SOC超過(guò)其上限的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)切換到一個(gè)在高效率范圍內(nèi)的低功率的工作點(diǎn)，當(dāng)SOC到其下限，發(fā)動(dòng)機(jī)切換到一個(gè)在高效率范圍內(nèi)高功率的工作點(diǎn)，并命名為發(fā)動(dòng)機(jī)雙工作點(diǎn)控制策略。在我們上面的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提到的雙工作點(diǎn)控制策略的研究。其控制方法是恒定的工作點(diǎn)控制策略，即電動(dòng)機(jī)的扭矩恒定是通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。實(shí)第 10 頁(yè)驗(yàn)曲線(xiàn)如圖8，大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)是P h，低功耗的工作點(diǎn)是P l ，P/P max是MOT1額定輸出功率，S是電容的SOC 。這個(gè)數(shù)字說(shuō)明根據(jù)電容的 SOC，Mot1工作點(diǎn)在P l和P h之間切換，交換機(jī)的特點(diǎn)與上述分析是一致的，這表明這種控制策略的可行性。在發(fā)動(dòng)機(jī)恒定的工作點(diǎn)的控制策略中，該控制策略不能穩(wěn)定在P l和P h工作點(diǎn)之間的一個(gè)恒定值上。圖 8、雙工作點(diǎn)控制策略的實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)由此可以推斷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如果電容的SOC的工作范圍窄，該發(fā)動(dòng)機(jī)將在兩個(gè)工作點(diǎn)之間切換頻繁，這是不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定工作的。如果電容的SOC的工作范圍很廣，電容器的工作效率和工作環(huán)境將降低。因此，動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)的控制策略，被用于優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)和電容的SOC。5、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)控制策略5.1、 控制策略的詳細(xì)內(nèi)容在此控制策略下，根據(jù)電容器的每一個(gè)工作周期后的SOC來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)。有兩種控制策略的目標(biāo)：一個(gè)是確保發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)分布在其高效率的范圍內(nèi)或附近。另一種是抑制變幅電容的SOC的變化范圍。控制策略如下所示。第 11 頁(yè)圖 9、發(fā)動(dòng)機(jī)的效率圖第1步：預(yù)估負(fù)載所需的平均功率，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的高功率和低功率限，高、低功率限所確定的區(qū)域與發(fā)動(dòng)機(jī)高校區(qū)的重疊部分為其工作區(qū)，即圖9所示虛線(xiàn)所覆蓋的H區(qū)。圖9中的坐標(biāo)標(biāo)為轉(zhuǎn)速（n /n max ）和轉(zhuǎn)矩(M /Mmax).。第2步：根據(jù)負(fù)載所需平均功率在H區(qū)選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的初始工作點(diǎn)P0（n e，M e） 。第3步：設(shè)置電容初始SOC值 S0及其靈敏度 tS?第4步： i（i = 1，2，3 .）工作周期后，如果SOC當(dāng)前值 Si和SOC的前一個(gè)周期的值 滿(mǎn)足式（1）和（2） ，則系統(tǒng)不改變數(shù)值繼續(xù)工作，否則，調(diào)整?iS發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)，其方法如式（3） 。, (1)tiiSS???1, (2)ti0, (3)????????????? 011 &;,, SSKMnPn iiideiei其中：Pi+1(ne, Me) 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)后，第i個(gè)工作周期Pi(ne, Me) 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)后，第 i-1個(gè)工作周期 第 12 頁(yè)Kc 發(fā)動(dòng)機(jī)功率過(guò)高時(shí)的調(diào)整系數(shù) Kd 發(fā)動(dòng)機(jī)功率過(guò)低時(shí)的調(diào)整系數(shù)SOC的變化值, 等于S i?Si ? 1 S?圖 10、控制策略的流程圖第 13 頁(yè)第5步：如果有必要，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)沿等功率線(xiàn)移動(dòng)到H 區(qū)或附近（圖9所示） 。第6步：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)的改變來(lái)調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的控制信號(hào)，來(lái)滿(mǎn)足負(fù)載要求。第7步：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)沿等功率線(xiàn)調(diào)節(jié)，若液壓系統(tǒng)的控制信號(hào)做相應(yīng)的調(diào)整后不再控制范圍內(nèi)，應(yīng)犧牲發(fā)動(dòng)機(jī)的效率 來(lái)滿(mǎn)足負(fù)載的需要?？刂撇呗缘牧鞒虉D如圖10. 在發(fā)動(dòng)機(jī)等功率線(xiàn)上調(diào)整其轉(zhuǎn)速N e和轉(zhuǎn)矩M e將工作點(diǎn)P i+1（ ne，M e）調(diào)至 ，應(yīng)滿(mǎn)足下面列出的條件：??einP,1??, (4)eM??, (5)1?iiQ其中：發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)調(diào)整后的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩en?,發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)調(diào)整前液壓泵輸出流量1?iQ發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)調(diào)整后液壓泵輸出流量?i和 , (6)11??ieiqnQ, (7)??ii其中：:qi+1 發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)調(diào)整前液壓泵的排量發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)調(diào)整后液壓泵的排量1??i由式(4)-(7),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為 時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的控制力矩 應(yīng)是en? eM?, (8)eM??而液壓泵的排量需調(diào)整為:第 14 頁(yè), (9)11????ieiqn液壓泵的排量可通過(guò)調(diào)節(jié)揉機(jī)制來(lái)控制。可以通過(guò)調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)裝置控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩是:, (10)mpeM??從式（10）中可以看出。可以通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)m的扭矩 。也提到了可以通過(guò)調(diào)整同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)恒定的工eM作點(diǎn)控制策略中 的變化。 m因此,控制策略可通過(guò)以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和揉機(jī)制實(shí)現(xiàn)液壓泵的流量。5.2、控制策略的實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.2.1、發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)分布圖 11、無(wú)混合動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作分布點(diǎn)第 15 頁(yè)圖 12、混合動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作分布點(diǎn)圖11顯示僅發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)分布。隨著負(fù)載的波動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)也伴隨著各種效率改變而改變。因此，該系統(tǒng)的效率不可能很高。圖12說(shuō)明了混合動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)系統(tǒng)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)分布。與圖11上所顯示的不同，圖12中發(fā)動(dòng)機(jī)工作重點(diǎn)集中在高效率工作點(diǎn)分布區(qū)與所需的控制策略是一致的。圖11和12中的坐標(biāo)都和圖9相同。5.2.2、電容的 SOC 的變化圖 13、電容的 SOC 變化曲線(xiàn)第 16 頁(yè)圖13電容的SOC在5個(gè)工作周期的變化曲線(xiàn)。由此可以看出，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的動(dòng)態(tài)調(diào)整，電容的SOC雖有變化，但在一個(gè)小范圍內(nèi)，SOC幾個(gè)周期后趨于穩(wěn)定。由于液壓挖掘機(jī)的工作是周期性的，圖13可以推導(dǎo)出，SOC會(huì)穩(wěn)定在某一個(gè)值使得的電容器和系統(tǒng)工作很長(zhǎng)時(shí)間。5.2.3、響應(yīng)性能圖 14、流量響應(yīng)性能的比較當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)完全驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，可以通過(guò)控制液壓泵的排量和比例溢流閥的壓力實(shí)現(xiàn)模擬負(fù)載。當(dāng)系統(tǒng)在混合方案的控制策略帶動(dòng)下，應(yīng)同時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖14顯示了在兩個(gè)不同的驅(qū)動(dòng)方法，其中 為液maxQ壓泵的歸一化的流率。雖然混合驅(qū)動(dòng)更復(fù)雜并且需要更多的控制變量，但是在這兩種動(dòng)態(tài)控制策略驅(qū)動(dòng)方式下的流量響應(yīng)變化小.6、結(jié)論在本文中，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)固定工作點(diǎn)控制策略進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)動(dòng)機(jī)固定工作點(diǎn)控制策略基本上可以保持發(fā)動(dòng)機(jī)工作在電動(dòng)機(jī)調(diào)整的恒功率下，但不能保證以后很長(zhǎng)一段時(shí)間電容的SOC工作在所需的工作范圍內(nèi)。然后雙工第 17 頁(yè)作點(diǎn)控制策略克服了恒定工作點(diǎn)控制策略的不足之處。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該控制策略可以保持SOC在以后很長(zhǎng)一段時(shí)間工作在一個(gè)理想的工作范圍內(nèi)，但它不能使系統(tǒng)穩(wěn)定和電容在處高效率狀態(tài)下，并會(huì)造成電容快速充放電的不良現(xiàn)象。最后，以消除雙工作點(diǎn)控制策略弊端為目的，動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)的控制策略被提出并實(shí)驗(yàn)研究。這種控制策略下，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)是保持在高效率的區(qū)域內(nèi)或附近，電容的SOC限制在一個(gè)狹小的區(qū)域，從而避免了快速充放電并且提高電容器的使用壽命。盡管該系統(tǒng)變得更加復(fù)雜并需要更多的控制變量，但流量響應(yīng)變化不大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種控制策略的可行性。這個(gè)研究提供了一種新的混合動(dòng)力系統(tǒng)和可行的控制策略。這個(gè)研究有改善目前液壓挖掘機(jī)的效率的潛力。參考文獻(xiàn)[1]. 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