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题名基于双层优化的分布式混合动力拖拉机能量管理策略
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作者
朱明杰
武秀恒
宋正河
谢斌
温昌凯
陈硕
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机构
中国农业大学工学院
智能农业动力装备全国重点实验室
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出处
《智能化农业装备学报(中英文)》
2025年第3期1-10,共10页
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基金
国家自然科学基金(52372437)
国家重点研发计划(2022YFD2001202)。
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文摘
拖拉机作为现代农业生产的核心动力装备,其生产效率的提高对推动我国农业可持续发展有着至关重要的作用。在拖拉机犁耕作业过程中,作业条件的复杂多变导致牵引阻力的频繁变化,使拖拉机难以维持高效节能的运行状态。分布式混合动力拖拉机(DHET)借助其独特的动力架构将动力源输出协同分配至前、后驱动桥,结合分布式和混合驱动模式的技术优势有效提升了牵引性能。为进一步提高整机能效,提出一种基于等效最小燃油(ECMS)与系统动态约束的双层能耗优化能量管理策略。该策略将能量管理建模为多目标优化问题,构建系统动态性能指标与燃油经济性的综合评价体系,旨在有效应对犁耕作业过程中牵引阻力的频繁波动导致的动力系统能耗损失,在满足系统约束的前提下最小化动态和经济性能指标。为验证所提策略的有效性,通过硬件在环试验进行仿真验证,将所提出的基于双层优化的策略与基于ECMS的能量管理策略进行系统性的对比分析。其试验结果表明,相较于基于固定等效因子的ECMS的策略,基于双层优化的策略使发动机和电机的工作点得以显著优化;在给定的仿真工况下两种策略的油耗分别达到1134.52 mL和1267.22 mL,总燃油消耗减少10.47%,有效提升混合动力拖拉机燃油经济性,为混合动力拖拉机的能量管理研究提供理论支持和技术指导。
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关键词
等效最小燃油
能量管理
分布式混动拖拉机
燃油经济性
多目标优化
硬件在环测试
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Keywords
equivalent minimum fuel
energy management
distributed hybrid electric tractor
fuel economy
multi-objective optimization
hardware-in-the-loop testing
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分类号
S232
[农业科学—农业机械化工程]
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