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游艇搬运车电液驱动系统设计及节能匹配研究
| 论文题名： | 游艇搬运车电液驱动系统设计及节能匹配研究 |
| 关键词： | 游艇搬运车;电液驱动系统;结构设计;节能匹配;自适应控制 |
| 摘要： | 游艇搬运车作为游艇配套基础设备，是实现游艇出水入海和陆地运输的有效工具，团队设计的20吨自行式两栖电液驱动的游艇搬运车，集起吊和运输一体化功能，能够实现游艇的快速登陆与运输，是中国首辆改内燃机为电池驱动的电液系统游艇两栖运输车。 针对现有传统游艇搬运车多是龙门吊的组合方式，对船体要采用捆绑式运输，作业方式单一，耗时长，发动机驱动消耗功率大的问题，以提高游艇搬运车的电液驱动系统效率、减少能源消耗为研究目标，设计了以电池为能源的永磁同步电机搭配变量泵、变量马达的三变量液压驱动系统，以此三者组成的驱动系统总效率为指标，提出了分工况节能匹配策略，通过哈里斯鹰优化，实现了PID算法对典型工况变量泵和变量马达的排量的自适应控制。经过联合仿真和实车验证，本文提出的方法与传统恒功率驱动相比，不同工况下提高的效率为10.4%，6.3%，16%和1.5%，其中16%对应满载平路工况，该工况占了整体工时的40%以上，能够节约功率20%。 仿真结果表明，满载爬坡工况下，理论设计参数量在哈里斯鹰优化的PID控制下都能满足所给工况目标值，马达转速最终能稳定在554r/min，与目标值误差在1r/min之内，整体驱动能达到目标效果，与传统PID控制方式相比，哈里斯鹰优化的控制方式能保证更好的动态性能和稳态精度；在满载爬坡和满载平路工况变换时，该控制方式能够很好的克服水下浮力对于驱动系统的干扰，使得泵和马达的排量按照目标值稳定输出。 试验结果表明，满载爬坡工况下马达转速达到了549r/min，车辆行驶速度在2km/h的范围波动，符合工况设定。满载爬坡工况下驱动系统的总效率达到了77.32%，所提分工况节能匹配控制策略一方面提高了驱动系统的效率，减少了功率消耗，另一方面为中国未来水陆两栖游艇搬运车的设计提供了指导意义。 |
| 作者： | 唐海欧 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 赵静一 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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