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原文传递二次调节静液传动车辆的关键技术及其优化研究

论文题名：	二次调节静液传动车辆的关键技术及其优化研究
关键词：	二次调节;静液传动车辆;配置方式;整体性能
摘要：	随着世界范围内工业技术的迅速发展，能源短缺和环境污染问题日趋严重，全球能源危机和环境恶化要求汽车工业发展节能环保型汽车。二次调节静液传动技术是一种新型的传动技术，该技术在恒压网络的基础上通过改变液压泵/马达的斜盘倾角，从而改变排量来适应负载的变化。利用液压泵/马达的四象限工作特性，能够有效地实现制动动能和重力势能的回收与再利用。液压储能系统功率密度大，全充和全放能力强，满足短时间车辆制动时的能量转换和储存要求。除此之外，静液传动技术还具有无级变速的精细速度调节、容易实现正反转、操控性强以及可靠性高等优点。因此，将二次调节静液传动技术应用于车辆传动系统中，对研究车辆的能量回收，减少环境污染以及提高车辆的整体性能具有重要意义。本文以二次调节静液传动技术应用于车辆传动系统中实现能量回收和再利用为主要内容，对二次调节静液传动车辆关键技术进行了全面深入的研究。　　在查阅大量国内外有关文献的基础上，本文概述了国内外能量存储技术的发展概况，对能量储能元件做了比较，分析了液压储能装置的优势和静液传动技术的特点，综述了国内外二次调节静液传动车辆的发展现状。　　阐述二次调节静液传动车辆的工作原理，分别建立静液传动车辆的数学模型和仿真模型。通过对比计算和仿真，分析了不同配置方式、循环工况及控制策略等因素对系统效率的影响。在此基础上提出了一种新型二次调节静液传动车辆的配置方式，提高了整车的传动效率和对复杂路面的适应性。　　通过对二次调节静液传动车辆的实际工程约束条件、整车性能设计指标及其与动力系统部件的相互影响进行分析，优化关键元件的匹配关系，完善静液传动系统的设计准则。仿真研究表明，基于自适应模拟退火遗传算法的多目标优化方法，能够根据不同的设计指标有效地识别出关键元件参数的最优解，提高系统的整体性能。　　针对静液传动技术功率密度大的特点，设计液压再生制动策略。根据制动强度和载荷的不同，合理地分配前后轴的制动力及再生制动力和摩擦制动力的比例关系，在确保车辆安全制动的同时，高效地回收车辆的制动动能。设计“功率跟随”+“恒温器”的综合控制策略，利用整车的仿真模型，优化能量利用策略的关键参数，并根据车辆载荷的不同动态调整控制策略的优化参数。仿真结果显示，能量利用策略保证发动机工作于高效区，有效地弥补了液压蓄能器能量密度小的缺点，避免了发动机的频繁起停，使节油率达到最高。　　根据驱动和制动系统的特点设计了转矩控制方式和转速控制方式，采用离散滑模变结构控制理论设计驱动和制动系统的鲁棒控制器，有效地抑制了系统参数大范围摄动、强非线性以及外界干扰的影响，提高车辆的控制性能。　　最后，利用搭建的二次调节静液传动车辆模拟试验平台，对本文相关的研究内容进行试验研究，并对试验结果进行分析。结果表明，转矩控制方式更适合于驱动和制动系统，并且验证了本文设计的鲁棒控制器、液压再生制动策略和能量利用策略的有效性。
作者：	孙辉
专业：	机械电子工程
导师：	姜继海
授予学位：	博士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文