并联式混合动力装载机能量管理策略及优化研究

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1、——————————————————————————————并联式混合动力装载机能量管理策略及优化研究——————————————————————————————ResearchonStrategyandOptimizationofEnergyManagementforParallelHybridLoader——————————————————————————————作者姓名：董岩专业名称：机械电子工程指导教师：赵丁选教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年5月30日摘要并联式混合动力装载机能量管

2、理策略及优化研究装载机是机械化施工中不可或缺的重型运输设备，具有广泛的应用范围。由于装载机使用条件恶劣，负载变化幅度大且变化频繁，导致装载机能耗高，环境污染严重。节能减排是当今社会发展的主题，对装载机进行能量管理控制策略研究，能够充分发挥各动力装置优势，使动力装置工作在效率最优状态，以提高装载机燃油经济性，减少尾气排放。本文结合国家863重点项目“新型混合动力工程机械关键技术及系统开发”(2009AA044403)，对并联式混合动力装载机能量管理策略进行研究，以提高系统动力装置的能量利用率为目标，进

3、行了理论研究和台架试验。主要研究工作如下：(1)分析了三种装载机混合动力系统结构的优缺点，综合考虑系统效率和经济性等因素，对并联式混合动力系统进行研究；(2)分析了并联混合动力装载机典型工况，对系统元件进行了参数匹配，并采用理论建模和实验建模相结合的方法建立数学模型，为能量管理控制方法和优化算法的研究提供理论基础；(3)以提高能量利用率为目标，提出了基于混合动力系统转矩分配控制策略的模糊控制方法；(4)研究遗传算法，并分析其存在的缺陷，使用自适应遗传算法对模糊控制器中的隶属函数进行了优化；(5)搭建

4、了并联式混合动力系统试验台，完成硬件安装和软件调试，通过试验验证了能量管理控制方法及其优化算法的有效性。试验结果表明：模糊控制方法能有效提高燃油经济性，燃油利用率提高8.23%；使用自适应遗传算法对模糊控制方法进行优化，其节能效果更佳显著，与模糊控制方法相比，燃油利用率提高4.79%。关键词：装载机，节能，混合动力，控制策略，模糊控制，自适应遗传算法IAbstractResearchonStrategyandOptimizationofEnergyManagementforParallelHybri

5、dLoaderLoaderisanindispensableheavytransportationequipmentinmechanicalconstruction.Ithasawideapplicationrange.Duetotheharshusingconditionandbigandfrequentchangingload,loaderhasahighenergyconsumptionandaseriouspollutiontotheenvironment.Energyconservatio

6、nandemissionsreductionarethethemesoftoday'ssociety.Inordertoimprovefueleconomyandreduceexhaustemissions,strategyofenergymanagementisstudied.Theresultsofthisstudycangivefullplaytotheadvantagesofpowerplant,whichworksintheoptimalstateandefficiency.Basedon

7、the863project“NewHybridConstructionMachineryKeyTechnologiesandSystems”,thisresearchstudiedenergymanagementstrategyofparallelhybridloader.Inordertoimprovetheenergyutilizationratioofpowerplant,thisresearchdidtheoreticalresearchandbuiltbenchtest.Themainre

8、searchwasstudiedasfollows:(1)Theadvantagesanddisadvantagesofthreeloadersystemstructureswereanalyzed.Thisresearchstudiedtheparallelhybridsystemfromperspectivesofsystemefficiencyandeconomy.(2)Thetypicalworkingconditionsofparallelhybridloa