针对液压挖掘机混合动力系统优化控制策略

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1、·电气与自动化·敬奇锋，等·液压挖掘机混合动力系统优化控制策略液压挖掘机混合动力系统优化控制策略敬奇锋，谭业发，高立，董贵杨，杨自双，何家周，雷建成(1．解放军理工大学工程兵工程学院。江苏南京210007；2．成都军区双流工兵器材仓库。I／lUll成都610200)摘要：通过分析传统混合动力液压挖掘机动力结构及工况模式。确定了内燃机高油耗区域。以并联混合动力系统为基础，提出了基于主动识别工况模式的自适应调整动态最佳混合度的优化控制策略。该控制策略建立了四级动态最佳混合度，通过分工况控制，自适应功率匹配，使内燃机始终工作在最佳经济点附近。以MATLAB／Simulink软件为基础，建立了

2、基于优化控制策略和传统混合动力挖掘机的内燃机扭矩、油耗等模型并进行仿真。仿真试验结果表明，与传统混合动力挖掘机相比，基于该优化控制策略的混合动力系统能进一步提高燃油效率，达到更好的节能效果。关键词：液压挖掘机；混合动力；控制策略；建模仿真中图分类号：TD402。TP391文献标志码：A文章编号：1671．5276(2013)03—0180．04OptimalControlStrategyofHybridSysteminHydraulicExcavatorJINGQi-feng‘’，TANYe-fa，GAOLi，DONGGui—yang，YANGZi-shuang，HEJia-zhous

3、，LEIJian—cheng(1．EngineeringInstituteofEngineeringCorps，PLAUniv．ofSci．&Tech．，Nanjing210007，China；2．ShuangliuEngineeringEquipmentDepotofChengduMilitaryRegion，Chengdu610200，China)Abstract：Powerpathandloadmodeofthetraditionalhybridhydraulicexcavatorisanalyzed，andthenthehighfuelconsumptionar·eaofthe

4、engineisfound．AnoptimalcontrolstrategyofadaptivelyadjustingthedynamicoptimalDOH(degreeofhybridization)byactivelyrecognizingtheloadmodeispropoundedbasedonparallelhybridsystem．Underthisoptimalcontrolstrategy，thedynamicoptimalhybridizationisdividedintofourgradesandtheengineisalwaysmadeworkingaround

5、theoptimaleconomicalareabymulti-conditionscontrolandadaptivepowermatch．Thefuelconsumptionandtorquemodelsoftheengineinhybridexcavatorwiththeopti·malcontrolstrategyandtraditionalhybridvehicleareestablishedandsimulatedbyMATUB／SimuIink．Thesimulationresultsindicatethat，underthisstrategy，thefuelconsum

6、ptionisreducedandtheenergyissavedmoreeficientlyinthehybridsystem．Keywords：hydraulicexcavator；hybridpower；controlstrategy；modelingandsimulation液压挖掘机在工程建设中应用十分广泛，内燃机、液1．1混合动力系统结构压系统能量耗损和功率不匹配等导致动力系统能量损耗较大，燃油效率偏低。节能控制技术的应用，不仅可以提本文研究对象为某型6T级液压挖掘机，内燃机额定高液压挖掘机燃油效率，还能使功率更好匹配。液压挖掘功率37．4kW，额定转速2100r／min，

7、最大扭矩207N·m。机的节能控制主要集中在电液比例控制智能化、负荷传感该挖掘机动力传递方向如图1所示，由洋马4NTV94L内控制、可变参数控制、现场总线技术和嵌入式系统等燃机驱动四泵系统，四泵系统经过先导操作及多路阀控制领域。为挖掘机的行驶、作业提供动力。图1中P1，P2，P3为工2004年5月小松公司推出了世界上第一台试验型混作泵，P4为先导泵。合动力液压挖掘机，此后，国内外对液压挖掘机混合驱动技术的研究越来越广泛，并取得了较大进展，但在内