【摘要】：針對混合動力船舶的模式切換過程中可能出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)波動,傳動軸劇烈沖擊和離合器過度磨損問題,提出基于模型參考控制(MRC)的力矩協(xié)調(diào)控制策略。首先建立動力傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型,基于此推導(dǎo)出電機(jī)單獨(dú)推進(jìn)模式的動力學(xué)模型,并作為參考模型;然后設(shè)計(jì)MRC力矩協(xié)調(diào)控制策略。仿真結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的模式切換方式相比,MRC控制可改善動力中斷和軸系劇烈沖擊,而且顯著減小離合器滑摩功。敏感性分析給出了外部干擾和執(zhí)行機(jī)構(gòu)噪聲對控制品質(zhì)的影響。
【圖文】：

切換引起的沖擊，模型忽略了彈性元件。在本文研究的模式切換過程中，電動／發(fā)電機(jī)在電動模式工作，故稱該模塊為電機(jī)。基于集中質(zhì)量假設(shè)，圖２所示為混合動力系統(tǒng)的動力學(xué)模型。由圖２可以看出，ＴＤ、ＴＭ／Ｇ、Ｔｐｒｏ、Ｔｆ和Ｔｃ分別為柴油機(jī)輸出力矩、電機(jī)輸出力矩、（ａ）電機(jī)推進(jìn)模式（ｂ）混合推進(jìn)模式（ｃ）柴油機(jī)推進(jìn)模式圖１混合動力推進(jìn)工作模式Ｆｉｇ．１Ｈｙｂｒｉｄｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｅ（ａ）完整模型（ｂ）簡化模型圖２混合動力船舶傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型Ｆｉｇ．２Ｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｆｏｒｐｏｗｅｒｔｒａｉｎｏｆｈｙｂｒｉｄｓｈｉｐ螺旋槳負(fù)載力矩、柴油機(jī)阻力矩和離合器傳遞力矩；ＪＤ、ＪＭ／Ｇ、Ｊｐｒｏ、Ｊｃ＿Ａ、Ｊｃ＿Ｂ、Ｊｇ１和Ｊｇ２分別為柴油機(jī)、電機(jī)、螺旋槳、離合器Ａ軸、離合器Ｂ軸、耦合器齒輪組１和齒輪組２的轉(zhuǎn)動慣量；ω１、ω２、ωＭ／Ｇ和ωｐｒｏ分別為軸Ａ角速度（即柴油機(jī)動力輸·２８６０·中國機(jī)械工程第２８卷第２３期２０１７年１２月上半月

２ＴＤ（ｔ）－Ｊ１Ｊ１＋Ｊ２Ｔ－Ｍ／Ｇ（ｔ）－Ｊ２Ｊ１＋Ｊ２Ｔｆ（ｔ）＋Ｊ１Ｊ１＋Ｊ２Ｔ－ｐｒｏ（ｔ）（７）１．４參考模型以電機(jī)推進(jìn)模式的動力學(xué)模型為參考模型，電機(jī)輸出力矩為船舶在符合航行需求的推進(jìn)力矩ＴＭ／Ｇ＿ｃｍｄ，離合器斷開時(shí)，其參考模型見圖３�？傻玫狡鋭恿W(xué)方程如下：Ｊ２ω·ｍ（ｔ）＝Ｔ－Ｍ／Ｇ＿ｃｍｄ（ｔ）－Ｔ－ｐｒｏ（ｔ）（８）圖３參考模型Ｆｉｇ．３ＲｅｆｅｒｅｎｃｅｍｏｄｅｌＴ－Ｍ／Ｇ＿ｃｍｄ＝ｉ１ｉ２ＴＭ／Ｇ＿ｃｍｄ（９）式中，ωｍ（ｔ）為參考模型中軸Ｂ角速度。２模型參考控制器設(shè)計(jì)定義狀態(tài)變量ｘｐ１（ｔ）、ｘｐ２（ｔ），控制輸入ｕ１（ｔ）、ｕ２（ｔ）、ｕ３（ｔ），系統(tǒng)輸出ｙｐ１（ｔ）、ｙｐ２（ｔ），以及擾動變量ｄ１（ｔ）、ｄ２（ｔ），其表達(dá)式分別如下：ｘｐ１（ｔ）＝ω１（ｔ）ｘｐ２（ｔ）＝ω２（ｔ）｝（１０）ｕ１（ｔ）＝ＴＤ（ｔ）ｕ２（ｔ）＝Ｔ－Ｍ／Ｇ（ｔ）ｕ３（ｔ）＝Ｔｃ（ｔ）p蚿蘰危ǎ保保穡保ǎ簦劍穡保ǎ簦穡玻ǎ簦劍穡玻ǎ簦ǎ保玻洌保ǎ簦劍裕媯ǎ簦洌玻ǎ簦劍裕穡潁錚ǎ簦ǎ保常┢渲�，�

本文編號：2736115