液压挖掘机并联式混合动力系统性能分析及其控制策略研究

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1、浙江大学机械工程学系硕士学位论文液压挖掘机并联式混合动力系统性能分析及其控制策略研究姓名：庹福幸申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：潘双夏20100301浙江大学硕L学位论文摘要节能减排计划在全球范围内已经提上日程，采用混合动力系统成为液压挖掘机节能减排的重要途径。近年来国外厂商不遗余力的开发混合动力液压挖掘机，国内也紧跟步伐。掌握液压挖掘机自主知识产权的混合动力技术是一件意义重大的事。本文针对液压挖掘机并联式混合动力系统开展了以下几项研究工作：(1)针对目前挖掘机混合动力系统研究的不足之处，进行了混合动力系统柴油发动机，电动／发动机等动力学模型研究。重点建立

2、了主动力源柴油发动机基于气缸燃烧动力学的瞬态模型。混合动力系统动力学模型的建立为控制策略的制定和优化提供了良好的基础。(2)对液压挖掘机典型负载工况进行了分析，针对挖掘机的负载特点，对挖掘机混合动力并联系统采用了优化的多燃油经济工作点控制策略进行控制，并对动力系统中永磁同步电动／发电机采用了空间矢量控制方法对其输出转速和扭矩进行迅速准确地控制。(3)在已搭建的挖掘机并联式混合动力系统试验平台上对柴油发动机进行了油门阶跃响应等试验，验证基于气缸燃烧动力学的柴油发动机动态模型的有效性；对混合动力并联系统多燃油经济工作点控制策略进行加载试验，验证液压挖掘机混合动力并联系统节能效

3、果。关键词：液压挖掘机，混合动力，并联系统，动力学模型，控制策略n浙江大学硕一L-学位论文AbstractEnergysavingandemissionreductionhasbeenputontheagendaonaglobalscale，usingahybridpowersystemhasbecomeanimportantandeffectivewayforhydraulicexcavatortosaveenergyandreduceemissions．Inrecentyears，foreignmanufacturerssparednoeffortinthedevel

4、opmentofhybridhydraulicexcavator，thecompanyandresearchinstitutein0111"countryalsokeeppace．Masterthehybridtechnologyofhydraulicexcavatorwhichhasindependentintellectualpropertyrightsisasignificantthing．Inthispaper,severalstudiesforparallelhybridpowersysteminhydraulicexcavatorcarriedout：(1)F

5、ortheshortcomingsofcurrentresearchinhybridpowersystem，adynamicmodelofentirehybridpowersystemincludingdieselengineandmotor／generatorwasbuilt．Basedonthecylindercombustiondynamics，thetransientmodeloffour—cylinderdieselenginewasbuiltemphatically．Thedynamicmodelofhybridpowersystemprovidedagood

6、foundationforthedevelopmentandoptimizationofcontrolstrategy．(2)Thetypicalloadofhyaraulicexcavatorswasanalyzed．Basedonthetypicalload，optimizedmulti—fueleconomyworkpointcontrolstrategywasused，andforthepermanentmagnetsynchronousmotor／generator，spacevectorcontrolmethodWasusedtocontrolitsoutpu

7、tspeedandtorquequicklyandaccurately．(3)Thethrottlestepresponseofdieselenginewastestedontheplatformtovenfytheeffectivenessofthedynamicmodelofdieselengine；multi—fueleconomyworkpointcontrolstrategyofparallelhybridpowersystemwastestedontheplatformtoverifytheeffectofener