混凝土泵车节能用油门模糊pid控制器的研究

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1、学兔兔_www.xuetutu.com奠柏耷2o混凝土泵车节能用油门模糊PID控制器的研究武四辈，曾发林(江苏大学)++”+++”+”+”+”+”+”++++。++”++。+‘+“++”+++++“++”++++++。+。+。+。+。+。+。、{摘要：从混凝土泵车节能的角度出发，提出实现混凝土泵车节能的理论和控制策略。根据不同工作要求，将泵；t车工作过程分为3个动力模式和1个怠速模式，分别对应不同的发动机油门位置和转速。为使发动机转速控制在规{定的低油耗区内工作，在油门控制中采用了模糊PID控制方法。根据泵车

2、外部负荷改变而引起的发动机转速的变化；；情况，由模糊PID控制器实时控制直流伺服电机实现对油门位置的精确控制，从而达到节能的目的。通过Mat一十lab／Simulink仿真表明，模糊PID控制效果优于传统的PID控制，能实现对油门的精确控制。十关键词：混凝土泵车；模糊PID控制；节能；油门控制近年来，随着国民经济的高速发展，混凝土泵送施工技术在我国发展很快，并已在高层建筑、桥梁、地铁等工程中广泛地应用_11。混凝土泵车属于大功率、高耗油的机械动力设备，泵车节能性的好坏直接关系到施工成本的高低及环境污染的程度，

3、混凝土泵车的节能问题已经受到了业内人士的普遍关注。而目前的混凝土泵车无论在何种实际工况下都处于某一固定的转速，这样在轻载荷时发动机的功率利用率很低，造成了极大的能量浪费，另一方面在超载0转~n／(r／min)时发动机转速不稳定，甚至熄火。因此，根据实际的工作情况来研究泵车的节能控制策略十分有必要。图1发动机特性曲线本文提出将发动机的工作状况与负荷相匹配，通过发动机将远离4点工作；假如设在日点，燃油消耗合理匹配泵与发动机，提高功率利用率，从而提高整率将增大，浪费能源。而且，如果外负荷居高不下，又机的效率和发动机

4、的可靠性。合理地利用发动机功不增大油门开度，发动机将有熄火的可能。而如果此率，还可有效提高燃油效率，降低混凝土泵车在使用时适当调节油门开度，使发动机工作于速度特性1过程中的燃油成本，提高产品的竞争力。的最低油耗区，设在的E点，则不仅可满足外界实践证明油门位置的精确控制是实现节能的关负荷的需要，还可以使发动机回到最低油耗区工作，键技术之一，为此，本文提出采用模糊PID控制方从而节约能源。同理，如果此时外负荷减小，发动机法对发动机油门位置进行精确控制，并具体介绍其转速将增大，也将使发动机离开点工作，设工作控制原理

5、和仿真效果。于C点，若此时不降低油门，能量就会白白浪费掉一部分。而如果适当减小油门开度，使发动机工作于l发动机油门位置稳定与节能的实现原理特性3的最低油耗区，设在曲线Ⅳ的D点，这样既在图1中，曲线1、2、3为部分负荷速度特性曲可以节约能源消耗，又能够满足外负荷的要求。如此线，斜线4、5、6为部分负荷调速特性，曲线L、、Ⅳ调节发动机油门开度，使发动机始终工作于最低油为对应的燃油消耗率曲线。假设发动机工作于速度耗工况，既满足了外界负荷的要求，又达到了节能的特性2的最低油耗区，设在曲线的点，假如外目的。同样，对于其

6、它工况，只要根据发动机转速调负荷增加，将使发动机转速下降，如果不调节油门，节油门开度，保证发动机的转速在允许范围内稳定一12—学兔兔www.xuetutu.com——一一一一曩运转，使发动机始终工作于指定工况下，这样既能满玎r，E-：，，、足负荷的需要，又能充分利用发动机功率，提高效(s)一+2率，达到节能的目的翻。‘～～三本文的发动机油门位置电控系统是以某型柴油式中：(s)为给定齿条位移(t)的拉氏变换；to为饥为控制样机进行设计的，对其它型号的工程机械执行机构的无阻尼自然振荡角频率，rad／s；为执行楷用

7、柴油发动机也不失一般性。根据上述理论，本文提机构的阻尼因子。同工况譬篓耋曼3油门控制系统的构成，分为以下几个动力模式：重载模式H(泵车～一～一进行高层或中层高速浇筑时，主要重视泵车的生产考虑到混凝土泵车作业循环的多工况以及外效率，即发动机在全功率工况下工作)、经济模式E负荷的多变化会使控制系统面临着强烈的干扰，若(泵车进行中层低速或低层快速浇筑时，重视泵车的采用传统PID控制，则会产生一个很大的超调量，油经济性，此模式为最常用的模式)、轻载模式L使系统振荡。而模糊控制作为一种智能的控制理(泵车低层浇筑)和怠速

8、模式I(泵车不工作时)。开论，不需要系统的精确的数学模型，只依靠操作人眙工作时，操作员根据实际的工作状况选择相应的员的经验和专家知识，经一定的数据处理后，形成泵车工作模式，在某一模式下，适时调节发动机的油若干条规则，作为模糊控制规则，然后依据人脑的门，使其转速保持在规定的低油耗区内，这样就可实模糊推理过程，确定推理法则，最后做出模糊决策，睨泵车的节能。去执行具体的动作。借助于模糊控制理论的优点，z控