混合动力挖掘机用超级电容的建模与参数辨识.pdf

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1、技‘混合动力挖掘机用超级电容的建模与参数辨识王红梅0(1．浙江水利水电学院，浙江杭州310018；2．浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：超级电容模型的准确性直接影响混合动力挖掘机动力系统的仿真与控制。结合混合动力挖掘机的工况特点，选用了超级电容的等效电路模型进行参数辨识。根据实验所测数据，比较了普通递推最dr_-乘法、限定记忆最dr_-乘法和带遗忘因子的递推最小二乘法。分别进行了参数辨识和模型仿真。结果证明采用限定记忆最小二乘法辨识的模型参数更准确。关键词：超级

2、电容；等效电路模型；限定记忆最dr-乘法；参数辨识中图分类号：TM53文献标识码：A文章编号：1002-087X(2014)08—1504—03ModelingandparameteridentificationofultracapacitorforhybridexcavatorWANGHong—mei，fJ．ZhejiangufyersofWa~rResourcesandElectricPower,HangzhouZhejiang310018,China；2．StateKeyLabofFluid

3、PowerTransmissionandControl,Zh~iangUniversity,HangzholZhefiang3too2LChina)Abstract：TheaccuracyoftheultracapacitormodeIdirectlyafectsthesimulationandcentreIofpowersystemofhybridexcavators．Basedontheworkingcharactedsticsofhybridexcavators．theequivalentc

4、ircuitmodeIofultracapacitorwasadolptedtoidentifyparameters．Basedonexperimentaldata，thegeneralrecursiveleastsquares(RLS)，finitememoryleastsquares(FMLS)andtheforgettingfactorrecursiveleastsquare(FFRLS)werecompared，andtheparameteridentificationandmodeIsi

5、mulationwerecarriedout．ThesimulationresultsprovethatthemodelparametersidentifiedwithFMLSaremoreaccurate．Keywords：ultracapacitor；equivalentcircuitmodel；finitememoryleastsquare；parameteridentification挖掘机作为工程机械中主要的作业机械之一，由于其用最小二乘法(FMLS)和带遗忘因子的递推最小二乘法(FFR

6、LS)量大、耗油高、排放差，其燃油消耗和排放受到广泛关注【1]。混三种方法进行了模型参数辨识，根据实验数据借助Mat—合动力技术是降低挖掘机的燃油消耗和排放的有效途径之lab／Simulink~行仿真，对这三种方法进行了分析和比较。一，由于挖掘机工作环境恶劣、负载波动剧烈，混合动力系统1超级电容模型对元件的可靠性要求更高。常用的能量储存装置主要有飞轮、超级电容的模型是用来反映其外部工作特性，实现系统电池、超级电容[2]，超级电容作为新兴储能元件的一种，因其比仿真、优化超级电容的使用方法、优化混合动

7、力系统结构设计功率大、能快速充电、循环次数多、耐低温、免维护、低污染等及控制策略等目的。目前，超级电容模型使用较多的有：双电突出优点，广泛应用于混合动力系统中。层模型、多孔电极传输线模型、等效电路模型、频域模型、热模混合动力挖掘机在近些年的研究中，研究重点主要集中型等。在系统结构优化、控制策略优化、电动回转控制、能量回收控作为混合动力挖掘机中的储能元件，为了适应负载波动制、复合能源控制等嘲，建模和仿真是研究过程中不可或缺的剧烈、充放电速度快等特点，能够较为准确的反映超级电容电重要手段之一。建立适用

8、于混合动力挖掘机并能反映超级电流与电压的变化关系，采用了较为常用的等效电路模型，如图容实际工作特性的模型对于优化混合动力系统控制策略、优1(a)所示，其中C为等效电容，反映其储存能量的能力；R为等化整机结构和参数，以减少燃油消耗和降低排放，使超级电容效串联内阻，反映充放电过程中超级电容的内部损耗以及产器得以合理高效使用具有重要的研究意义嘲。生的端电压降；R为等效并联内阻，反映超级电容静置时的自本文根据超级电容的特性，分析了几种典型的模型，在等放电状态。在超级电容充放电过程中，可忽略