本文選題：裝載機(jī) + 混合動力　； 參考：《吉林大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：裝載機(jī)是當(dāng)今機(jī)械化施工不可或缺的土方工程設(shè)備，廣泛地應(yīng)用于基本建設(shè)的各個領(lǐng)域，但是由于其能耗過高，因此在能源緊缺和環(huán)境污染日趨嚴(yán)重的今天，對裝載機(jī)的節(jié)能研究對當(dāng)前社會具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 為了實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械節(jié)能降耗、降低廢氣排放，目前世界各國的工程機(jī)械制造商已經(jīng)將混合動力技術(shù)應(yīng)用到工程機(jī)械中，并使混合動力工程機(jī)械成為該領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向。而我國在這方面的技術(shù)研究才剛剛起步，因此，開展具有前瞻性、預(yù)見性、高效環(huán)保的混合動力技術(shù)的研究，能夠?yàn)槲覈兄瞥鼍哂凶约褐R產(chǎn)權(quán)的混合動力工程機(jī)械提供必要的理論和技術(shù)支持，這對我國的工程機(jī)械未來的發(fā)展具有重要意義。 本文圍繞裝載機(jī)混合動力系統(tǒng)節(jié)能控制及參數(shù)優(yōu)化問題進(jìn)行了深入的研究。論文首先確定了裝載機(jī)并聯(lián)混合動力的結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)，采用了實(shí)時優(yōu)化控制策略對裝載機(jī)的混合動力系統(tǒng)進(jìn)行控制，并通過對裝載機(jī)的混合動力系統(tǒng)的建模和仿真檢驗(yàn)了實(shí)時優(yōu)化控制策略的控制效果，最后應(yīng)用遺傳算法對混合動力系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。 各章內(nèi)容分述如下： 第1章緒論。闡述了課題的背景及研究意義，介紹了國內(nèi)外裝載機(jī)發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀，簡述了混合動力技術(shù)的研究內(nèi)容和發(fā)展現(xiàn)狀以及混合動力技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域中的發(fā)展?fàn)顩r。通過對混合動力技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用狀況分析，提出了本文的研究內(nèi)容。 第2章裝載機(jī)混合動力系統(tǒng)的研究。介紹了裝載機(jī)傳動系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)，分析了裝載機(jī)的負(fù)載工況特點(diǎn)；通過分析裝載機(jī)傳動系統(tǒng)的特點(diǎn)及不同混合動力結(jié)構(gòu)形式的比較，選用同軸并聯(lián)混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作為驅(qū)動結(jié)構(gòu)，闡述了混合動力系統(tǒng)中主要元件的工作特性，并且比較了不同蓄能裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，確定超級電容作為系統(tǒng)的蓄能裝置。 第3章裝載機(jī)并聯(lián)混合動力系統(tǒng)的控制策略研究。介紹了目前應(yīng)用于汽車和工程機(jī)械領(lǐng)域混合動力系統(tǒng)的控制策略，借鑒了上述領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)裝載機(jī)的實(shí)際工況特點(diǎn)，提出采用實(shí)時優(yōu)化控制策略對裝載機(jī)的混合動力系統(tǒng)進(jìn)行控制。根據(jù)混合動力系統(tǒng)中超級電容電能的存儲和消耗情況，本文定義了電能未來補(bǔ)償工況和未來電能消耗工況；為保證超級電容能夠工作在高效的工作區(qū)間，通過引入懲罰函數(shù)對其工作區(qū)間進(jìn)行約束，，并且建立了實(shí)時優(yōu)化控制策略的目標(biāo)函數(shù)。 第4章裝載機(jī)混合動力系統(tǒng)的仿真研究。建立了并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的仿真模型，并分別對主要部件發(fā)動機(jī)、電動/發(fā)電機(jī)和超級電容器進(jìn)行建模。分別采用邏輯門限和實(shí)時優(yōu)化控制策略對混合動力系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，并比較這兩種控制策略的節(jié)能效果，仿真結(jié)果表明，實(shí)時優(yōu)化控制策略的節(jié)能效果更好。 第5章裝載機(jī)混合動力系統(tǒng)的參數(shù)匹配。應(yīng)用遺傳算法對裝載機(jī)混合動力系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)匹配，使用匹配后的參數(shù)重新進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明，裝載機(jī)的動力參數(shù)未優(yōu)化時的燃油節(jié)油效果約為5%，經(jīng)優(yōu)化之后提高至10%左右，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約燃油的目標(biāo)。 第6章總結(jié)了本文的主要研究成果和對以后研究工作的展望。
[Abstract]:Loader is an indispensable earthwork equipment for mechanized construction. It is widely used in all fields of basic construction. However, because of its high energy consumption, it is of great practical significance for the current society to study the energy saving of loaders in today's energy shortage and environmental pollution.
In order to save energy and reduce consumption of engineering machinery and reduce exhaust emissions, the engineering machinery manufacturers in the world have applied hybrid power technology to engineering machinery and make hybrid power engineering machinery an important direction of development in this field. The research of the forward-looking, foreseeable, and high efficiency and environmentally friendly hybrid power technology can provide the necessary theoretical and technical support for our country to develop the hybrid power engineering machinery with its own intellectual property, which is of great significance to the future development of China's engineering machinery.
This paper focuses on the energy saving control and parameter optimization of the loader hybrid power system. Firstly, the structure and parameters of the loader's parallel hybrid power are determined, and the real-time optimization control strategy is adopted to control the hybrid power system of the loader, and the hybrid power system of the loader is built. Simulation and simulation verify the control effect of the real-time optimal control strategy. Finally, the parameters of the hybrid system are optimized by genetic algorithm.
The contents of each chapter are described as follows:
The first chapter introduces the background and research significance of the project, introduces the development process and research status of the loader at home and abroad, briefly introduces the research content and development status of hybrid power technology as well as the development status of hybrid power technology in the field of engineering machinery, and analyzes the application of hybrid power technology in the field of engineering machinery. The research content of this paper is put forward.
The second chapter is the research of the hybrid power system of loader. The composition and characteristics of the loader transmission system are introduced, and the load characteristics of the loader are analyzed. By analyzing the characteristics of the loader transmission system and the comparison of the different hybrid dynamic structure forms, the coaxial parallel hybrid power system is selected as the driving structure, and the mixing is expounded. The working characteristics of the main components in the force system are compared, and the advantages and disadvantages of different energy storage devices are compared, and the super capacitor as the energy storage device of the system is determined.
In the third chapter, the control strategy of the parallel hybrid power system of loader is studied. The control strategy of hybrid power system used in the field of automobile and engineering machinery is introduced. The successful experience of the above-mentioned fields is used for reference. According to the actual working conditions of the loader, the real-time optimization control strategy is proposed to control the hybrid power system of the loader. According to the storage and consumption of the electric energy of the supercapacitor in the hybrid power system, this paper defines the future compensation condition and the future power consumption condition of the electric energy. In order to ensure that the supercapacitor can work in the efficient working interval, the penalty function is introduced to restrict its working interval, and the real-time optimization control strategy is established. Objective function.
In the fourth chapter, the simulation of the hybrid power system of the loader is studied. The simulation model of the parallel hybrid power system is established, and the main components engine, electric / generator and supercapacitor are modeled respectively. The logic threshold and real-time optimization control strategy are used to simulate the hybrid power system respectively, and the two kinds of control are compared. The simulation results show that the real-time optimization control strategy has better energy saving effect.
The fifth chapter is the parameter matching of the loader hybrid power system. The genetic algorithm is applied to the parameter matching of the loader hybrid power system, and the simulation results are carried out with the matching parameters. The simulation results show that the fuel saving effect is about 5% when the loader's dynamic parameters are not optimized, and the fuel saving is improved to about 10% after optimization. The target of oil.
The sixth chapter summarizes the main research results and prospects for future research.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH243

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本文編號：1940808