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多变工况下城市道路多功能车功率匹配研究
| 论文题名： | 多变工况下城市道路多功能车功率匹配研究 |
| 关键词： | 城市道路多功能车;行驶系统;作业模式;多变工况;功率匹配 |
| 摘要： | 近年来,随着中国城市道路面积的增加,道路清洁及养护作业量日趋繁重,市场现有的清扫车已经不能满足道路作业需求的多样性和高效性.为了提高作业效率,增强设备使用率,城市道路多功能车的研究受到越来越多科研机构的重视,该车型能够更换多种上装机具满足不同的作业需求.但由于在不同作业工况下城市道路多功能车会受到变化的负载,导致发动机输出功率不能较好地适应负载变化,从而出现功率不匹配的现象,造成能源浪费.因此,为顺应国家节能减排的发展趋势,提高设备经济性和高效性,对城市道路多功能车的动力及传动系统的设计和功率匹配控制研究有着重要的意义. 本文以城市道路多功能车为研究对象.首先阐述了国内外城市道路多功能车发展现状、工程机械功率匹配控制以及常用节能技术的研究.基于城市道路多功能车的工作原理来确定其液压系统方案,并对其动力系统进行分析和选型. 其次,分析计算城市道路多功能车在不同作业模式的典型工况下功率需求,研究发动机与液压系统之间功率匹配的原理,并将城市道路多功能车功率匹配问题分为静态匹配和动态匹配两个层次研究.根据静态功率匹配控制原理确定各个作业模式的典型工况所需功率对应发动机的最佳工作点转速. 然后,详细分析每种作业模式不同工况下工作系统和行驶系统的功率需求变化,提出每种作业模式的功率动态匹配方案.由于功率动态匹配控制需要调节行驶系统功率在总功率中的占比,因此,行驶系统对于功率匹配调节信号的响应特性是实现多变工况下城市道路多功能车功率匹配的基础,本文分别使用经典PID、模糊PID以及遗传算法PID来优化行驶系统在调节信号下的动态响应,并分析研究它们的工作原理及行驶系统控制器的设计,搭建控制框图. 利用AMESim软件对城市道路多功能车的行驶控制系统进行物理建模,并在Simulink软件中搭建智能算法的控制器模块,通过通信模块将AMESim与Simulink软件相结合,构建联合仿真模型来分析不同算法对行驶控制系统动态响应的影响.仿真结果发现,对于不同的工况变化规律,应采用不同的控制算法,以使行驶系统获得更好的动态响应,从而实现功率的动态匹配.本文为城市道路多功能车在不同工况下功率动态匹配的方案提供了理论依据. |
| 作者： | 毛雨露 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张奕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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