混合动力挖掘机回转制动能量回收系统建模与试验研究 被引量：17

1

作者 刘昌盛 何清华 +2 位作者 龚俊 赵喻明 李赛白 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1533-1542,共10页

为了回收液压挖掘机回转阶段的制动能量,对挖掘机典型作业工况及能耗进行分析,设计一种以液压马达+电机为回收方式、超级电容为储能元件的回转制动能量回收方案。构建回转制动能量回收系统中发动机、电机、回收马达、超级电容等关键元... 为了回收液压挖掘机回转阶段的制动能量,对挖掘机典型作业工况及能耗进行分析,设计一种以液压马达+电机为回收方式、超级电容为储能元件的回转制动能量回收方案。构建回转制动能量回收系统中发动机、电机、回收马达、超级电容等关键元件数学模型,在对回转运动状态确认与能量回收模式切换、回收电机力矩输出控制和超级电容SOC判断的基础上,建立能量回收系统的仿真模型,以挖掘机实际载荷谱为输入对系统能量回收效果进行仿真分析。搭建挖掘机回转制动能量回收系统试验平台,对该试验系统的能量回收效果和回转驱动性能进行试验研究。研究结果表明:该能量回收方案可行,在不影响挖掘机回转驱动性能的同时,平台回转制动能量回收效率可达到40%以上。 展开更多

关键词 混合动力挖掘机 回转制动 能量回收 仿真分析 试验平台

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扭矩耦合式油液混合动力挖掘机能量管理 被引量：6

2

作者 肖扬 管成 王飞 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期70-77,共8页

为了优化扭矩耦合式油液混合动力挖掘机(HHE)系统的能量管理策略,提出基于拉格朗日乘数法的在线能量优化管理策略.基于最优控制理论,定义系统节能优化目标函数与约束.以实际采集的挖掘机作业工况作为负载输入,利用拉格朗日乘数法对目标... 为了优化扭矩耦合式油液混合动力挖掘机(HHE)系统的能量管理策略,提出基于拉格朗日乘数法的在线能量优化管理策略.基于最优控制理论,定义系统节能优化目标函数与约束.以实际采集的挖掘机作业工况作为负载输入,利用拉格朗日乘数法对目标函数进行快速求解,得到最优权值以及离线优化能量管理策略.为了对能量管理策略进行实时应用,使用间隔采样移动窗口法来估计权值,引入基于蓄能器能量状态(SOC)的修正函数,得到对蓄能器SOC具有自适应性的在线自适应能量管理策略.结果表明,提出的在线自适应能量管理策略可以被实时应用,通过选取合适的修正敏感系数后,能够对蓄能器SOC进行边界约束,并达到与离线优化相近的节能表现(18.1%). 展开更多

关键词 油液混合动力挖掘机(HHE) 最优控制 能量管理 控制策略

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混合动力挖掘机动臂势能回收系统研究 被引量：13

3

作者 裴磊 管成 邱清盈 《机床与液压》 北大核心 2009年第3期64-67,共4页

针对目前普通挖掘机上存在的动臂、斗杆和铲斗下降后,因势能无法回收而造成的能量损失以及由此而引起的液压元器件发热、失效、加速磨损等问题,在设计混合动力挖掘机时,提出了一种由液压缸、节流阀、变量马达和发电机组成的挖掘机势能... 针对目前普通挖掘机上存在的动臂、斗杆和铲斗下降后,因势能无法回收而造成的能量损失以及由此而引起的液压元器件发热、失效、加速磨损等问题,在设计混合动力挖掘机时,提出了一种由液压缸、节流阀、变量马达和发电机组成的挖掘机势能回收系统,并将回收的能量纳入整机能量分配管理系统中。该回收系统回收效率较高,可控性好,能有效延长元器件寿命,并在一定程度上降低发动机装机容量,达到了节能的目的。 展开更多

关键词 混合动力挖掘机 能量回收 势能 液压系统

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混合动力挖掘机动臂势能回收系统比较研究 被引量：4

4

作者 秦家升 赵继云 +1 位作者 李宗 王振兴 《液压与气动》 北大核心 2013年第10期70-73,共4页

针对挖掘机动臂势能损失,提出了一种辅助动力式油液混合动力挖掘机动臂势能回收系统,通过仿真的方法与直接动力式油液混合动力动臂势能回收系统进行了比较研究。仿真结果表明:直接动力式能量回收系统,需要对挖掘机原液压系统做较大的改... 针对挖掘机动臂势能损失,提出了一种辅助动力式油液混合动力挖掘机动臂势能回收系统,通过仿真的方法与直接动力式油液混合动力动臂势能回收系统进行了比较研究。仿真结果表明:直接动力式能量回收系统,需要对挖掘机原液压系统做较大的改动,实际应用价值和效果不大;辅助动力式系统,释放过程平稳、独立,因而实用性更好。 展开更多

关键词 混合动力挖掘机 动臂 能量回收

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混合动力挖掘机轴系扭振的主动控制仿真 被引量：3

5

作者 张贝贝 刘少军 胡琼 《噪声与振动控制》 CSCD 2016年第4期97-102,共6页

为研究混合动力挖掘机轴系扭振并尽可能消除其影响,分析动力轴系扭振的原因,提出对轴系主动控制的方法。在三自由度系统Lagrange函数和耗散函数中引入电动机的气隙磁场能,得到动力轴系和异步电机的机电耦合数学模型,建立基于AME Sim-Sim... 为研究混合动力挖掘机轴系扭振并尽可能消除其影响,分析动力轴系扭振的原因,提出对轴系主动控制的方法。在三自由度系统Lagrange函数和耗散函数中引入电动机的气隙磁场能,得到动力轴系和异步电机的机电耦合数学模型,建立基于AME Sim-Simulink的多动力源复杂轴系扭振仿真模型;以电机转矩为控制变量,以液压泵负载为干扰量,以扭振最小为控制目标,应用2阶模糊PID控制分别对阶跃负载和6 t混合动力挖掘机实际工况负载进行仿真计算。通过分别对比控制前后轴系转动速度、扭振情况以及扭转角大小,可以看到采用主动控制方式可以使轴系转动速度密切跟踪给定转速曲线,同时显著减小轴系扭转振动,降低扭转角的波动,快速达到稳定状态,结果表明通过模糊PID进行主动控制可以有效地改善混合动力系统轴系扭振情况。 展开更多

关键词 振动与波 混合动力挖掘机 动力轴系 扭转振动 主动控制 模糊PID控制

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混合动力挖掘机电动回转系统速度控制研究 被引量：6

6

作者 韩素贤 姚洪 时盛志 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第4期446-450,共5页

针对挖掘机回转平台转动惯量大、变化范围宽且外界干扰力矩较大,易造成速度波动的问题,对20 t混合动力挖掘机电驱动回转系统速度控制进行了研究。建立了其数学模型,提出了比例积分(PI)+扰动观测器补偿的速度控制方案,并设计了扰动观测器... 针对挖掘机回转平台转动惯量大、变化范围宽且外界干扰力矩较大,易造成速度波动的问题,对20 t混合动力挖掘机电驱动回转系统速度控制进行了研究。建立了其数学模型,提出了比例积分(PI)+扰动观测器补偿的速度控制方案,并设计了扰动观测器和PI控制系数;在转台最大和最小惯量,且施加阶跃干扰力矩的情况下,对PI+DOB方案以及PI控制方案进行了仿真对比。仿真结果表明:该回转系统在采用PI控制之外增加DOB环节后,使转台惯量变化对转速超调量的影响从3.1%下降到1%,外部干扰对转速波动的影响从1.3%下降到0.1%;扰动观测器环节减小了惯量变化对转速超调的影响,增强了速度控制的抗干扰能力,改善了回转作业的操作性。 展开更多

关键词 混合动力挖掘机 电动回转系统 速度控制 扰动观测器

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混合动力挖掘机电回转系统储能容量的优化配置 被引量：6

7

作者 郭浩 王辉 +1 位作者 吴轩 陈建文 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1572-1578,共7页

为了解决混合动力挖掘机电回转系统中超级电容储能容量配置较大、价格昂贵的问题,提高整个驱动系统的性价比,提出了一种将超级电容应用于混合动力挖掘机电回转系统的功率匹配策略,并在此基础上将超级电容储能系统的性价比作为储能容量... 为了解决混合动力挖掘机电回转系统中超级电容储能容量配置较大、价格昂贵的问题,提高整个驱动系统的性价比,提出了一种将超级电容应用于混合动力挖掘机电回转系统的功率匹配策略,并在此基础上将超级电容储能系统的性价比作为储能容量的优化目标。运用遗传算法对建立的系统数学模型进行容量优化配置。最后通过搭建系统的MATLAB模型进行了仿真验证,并对优化前后参数进行了对比。结果表明,该优化模型提高了混合动力挖掘机回转驱动系统的性价比,对于混合动力挖掘机电回转系统中超级电容容量的配置有一定的参考作用。 展开更多

关键词 超级电容储能系统 混合动力挖掘机 遗传算法 容量优化配置

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混合动力挖掘机回转制动控制及仿真试验研究 被引量：6

8

作者 李远凯 张武 +2 位作者 郭卫 张亚普 郏高祥 《现代电子技术》 北大核心 2020年第7期111-113,117,共4页

针对混合动力技术的挖掘机回转控制系统制动超调等问题,建立挖掘机回转装置模型,采用模糊PID控制算法,通过Matlab/AMESim联合仿真软件平台进行验证,并基于矿用混合动力挖掘机进行实测。结果表明,所采用的控制策略能够满足其回转制动的... 针对混合动力技术的挖掘机回转控制系统制动超调等问题,建立挖掘机回转装置模型,采用模糊PID控制算法,通过Matlab/AMESim联合仿真软件平台进行验证,并基于矿用混合动力挖掘机进行实测。结果表明,所采用的控制策略能够满足其回转制动的性能要求,并具有良好的节能效果,分析结果为促进混动挖掘机回转作业系统的设计与评价提供了一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 回转制动 仿真试验 混合动力挖掘机 PID参数调整 模糊控制 节能

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混合动力挖掘机用镍氢电池SOC估算策略 被引量：2

9

作者 管成 王向炜 王冬云 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2370-2375,共6页

针对混合动力液压挖掘机上电池充放电工况复杂的问题,提出一种新的结合能量守恒模型和改进型电阻、电容等效电路(RC)模型的电池剩余电荷状态(SOC)综合估算方法,其中能量守恒模型增加了电池的反应热,改进型RC模型在RC模型基础上增加了迟... 针对混合动力液压挖掘机上电池充放电工况复杂的问题,提出一种新的结合能量守恒模型和改进型电阻、电容等效电路(RC)模型的电池剩余电荷状态(SOC)综合估算方法,其中能量守恒模型增加了电池的反应热,改进型RC模型在RC模型基础上增加了迟滞效应电压,并运用sigma点卡尔曼滤波法对改进型RC模型的数据进行精确观测,通过调节权重系数将两者结合.针对镍氢(NiMH)池进行充放电实验,并采用能量守恒法、改进型RC模型法以及两者相结合的综合估算方法进行SOC估算的对比研究,结果表明:综合估算方法精度较高,适用混合动力液压挖掘机上电池的SOC估算. 展开更多

关键词 混合动力液压挖掘机 剩余电荷状态 能量守恒 RC模型

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混合动力挖掘机轴系扭振测试

10

作者 黄中华 谢雅 +1 位作者 邓奕 刘质 《中国工程机械学报》 2013年第1期75-77,共3页

以6t混合动力挖掘机动力系统相关技术参数为设计依据,建立了混合动力挖掘机轴系扭振测试实验台,提出了轴系扭振测试方案.对不同油门开度下轴系的最大扭转角进行了实验测试和分析.实验结果表明:扭振是轴系的固有特性;不同转速下轴系的最... 以6t混合动力挖掘机动力系统相关技术参数为设计依据,建立了混合动力挖掘机轴系扭振测试实验台,提出了轴系扭振测试方案.对不同油门开度下轴系的最大扭转角进行了实验测试和分析.实验结果表明:扭振是轴系的固有特性;不同转速下轴系的最大扭转角均发生在2f0(f0为混合动力轴系的工作转频)处,表明引起轴系扭振的激励频率为2f0;不同转速下轴系扭振的激励频率主要集中在0.5f0～2.0f0,表明高频激励对轴系的扭振贡献很小;混合动力系统轴系扭振产生的主要激励源是柴油机,而不是电动机. 展开更多

关键词 混合动力挖掘机 扭振 轴系 测试

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混合动力挖掘机工作装置液压系统设计及仿真研究 被引量：1

11

作者 吕其惠 《机床与液压》 北大核心 2013年第2期100-103,117,共5页

将混合动力技术应用于液压挖掘机工作装置液压系统,以ISG发电电动一体机和超级电容为辅助动力核心部件,设计了液压挖掘机柴油机辅助动力系统和转台电动回转系统;以能量回收为目标,改进了工作装置液压驱动系统和动臂油缸-液压马达能量回... 将混合动力技术应用于液压挖掘机工作装置液压系统,以ISG发电电动一体机和超级电容为辅助动力核心部件,设计了液压挖掘机柴油机辅助动力系统和转台电动回转系统;以能量回收为目标,改进了工作装置液压驱动系统和动臂油缸-液压马达能量回收系统,实现了对动臂油缸重力势能和转台惯性动能的回收利用。仿真结果表明:采用该设计方案降低了发动机装机功率及油耗,可以节约能源、减少排放污染。 展开更多

关键词 混合动力液压挖掘机 方案设计 能量回收

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