电动挖掘机变转速变排量协同流量匹配与变恒功率控制方法

来源 :华侨大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:trytry11
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为了满足工程建设需求,以柴油机为燃料的工程机械被广泛投入使用,为社会工业化进程做出了巨大贡献。然而伴随燃料的大量消耗,工程机械自身能耗高、效率低、污染大等问题加剧了全球能源消耗及温室效应的恶化,“节能减排”主题也一直是行业重点聚焦的话题。为了响应国际社会对于“绿色环保”这一主题的号召,中国提出了2030年“碳达峰”以及2060年“碳中和”的目标,大力发展清洁能源,对新能源车辆、工程机械投入较大支持力度。同时国内工程机械“国四”标准的推行,促使传统工程机械厂商对新能源工程机械投入更大研发力度,大大加快了工程机械电动化、清洁化、智能化发展。本文针对电动挖掘机流量及功率匹配控制策略进行研究,通过监测手柄先导压力,预估系统流量,利用电机优良调速性能进行电机转速的主动控制,采用变量泵辅助变排量的形式满足工作状态下流量需求;针对电动挖掘机轻载、中载、重载工况,采用电机转速分级—变恒功率控制策略,通过监测泵出口压力,对工况进行识别,自动调节液压泵恒功率阀起调压力,实现液压泵轻载、中载、重载三种工况的自动匹配,达到负载功率匹配的目标。首先,本文介绍了电动挖掘机流量控制的主要方式,分析了传统柴油发动机动力系统下发动机定转速、液压泵变排量、系统分工况的控制模式以及自身存在的不足。提出电机变转速变排量协同流量匹配与变恒功率控制方法,分别对流量匹配策略、变恒功率控制策略进行研究分析。其次,对控制系统进行仿真分析,使用AMESim搭建液压系统仿真模型,针对目标系统进行操控性能方面的仿真模拟,分别对电机变转速变排量协同流量匹配控制策略、变恒功率控制策略进行仿真研究。通过分析仿真结果,验证了控制策略的可行性。最后,搭建8吨电动挖掘机试验平台,包括样机三维模型建立、硬件平台搭建、控制程序设计。结合试验样机现有功能,针对控制策略进行相关试验,用于验证控制策略可靠性。在系统流量匹配策略方面,试验结果表明,基于电机变转速泵变排量协同流量匹配控制策略,能够有效根据手柄信号进行流量预估,并实现电机转速根据系统预估流量进行调节,变量泵排量随负载自适应流量匹配功能,具有响应速度快、工作稳定性高等优点,能够满足系统目标流量需求;在变恒功率控制策略方面,试验结果表明,电动挖掘机变恒功率控制策略能够实现对当前整机工况的自主识别,并通过自动调节恒功率阀起调压力实现液压泵变恒功率运行的工作要求,实现整机的功率匹配。
其他文献
机制砂是石料破碎加工而成的砂子,广泛应用于建筑工程。为保障工程质量,国家对机制砂实施严格的质量管控,开发机制砂测量设备具有重要的工程价值。图像法是高效的机制砂测量方法,可以同时测量机制砂的级配和粒形参数。但机制砂颗粒的粒径小,跨度大,导致图像法的测量精度较低。针对动态图像法多尺度测量问题以及现有的空隙率测量方法较为费时的问题,设计了一种机制砂多尺度测量平台,并提出了一种使用颗粒形态参数预测空隙率的
学位
随着全球气候变暖以及环境污染愈加严重,我国出台碳达峰与碳中和的政策,对于化石能源的使用而产生大量碳排放需要严格管控,并要求新生产的非道路移动机械于2020年达到“国四”的排放要求。叉车是物流行业最常用的搬运机械,因国家排放要求与市场需求,零排放、低振动、无污染的电动叉车越加受到消费者的青睐。然而,传统低压电动叉车存在以下瓶颈:在作业时,系统会产生较大电流变化率,使得功率元器件、连接器、电缆与电机产
学位
机械臂具有高效率和性价比高的特点,在智能家居中得到了广泛的使用,如服务型的机械臂等。但目前多数机械臂只能在环境一定的情况下,按照既定的轨迹进行移动和目标的抓取动作,当环境、目标位置和抓取对象发生变化时,需要重新设计程序,适应灵活性差。因此如何正确识别和有效抓取未知的目标是机械臂广泛应用的瓶颈。为实现机械臂的智能控制与实时抓取,本文将机器视觉、移动导航平台、和机械臂控制相融合,搭建了基于ROS平台的
学位
磁流变弹性体作为一种新型的磁活性材料,主要是由微米级铁磁颗粒分散在各种橡胶类基体中制成。其刚度和阻尼系数等力学特性可以通过调节外加磁场大小来实现快速和可逆控制,因而被广泛的应用在振动控制、传感器设计和医学研究等领域。然而,当前对磁流变弹性体力学特性的研究主要集中在基体内部铁磁颗粒呈直链排列和恒定轴向压力的情况下,很少去探究基体内部铁磁颗粒呈不同链状角度排列时,磁流变弹性体在不同轴向压力下表现出的力
学位
压电陶瓷作为压电系统的核心材料,在高精度和高分辨率的精密制造、航天航空等领域承担着不可或缺的作用,但是其固有的迟滞非线性会给位移输出带来不可忽略的影响。因此,为了提高系统的线性输出精度,对压电系统进行抗迟滞驱动算法研究是重要举措之一,具有较高的研究价值和较好的应用前景。本研究以压电致动器作为具体的研究对象,通过压电驱动电源、气浮隔振平台和电感测微仪等高精密器件搭建了准确可靠的压电致动器驱动系统,分
学位
随着空气污染日益严重,世界各国排放法规日趋严格。我国在“十四五”规划中提出的“双碳”目标更是明确规定分别在2030年与2060年之前实现碳达峰与碳中和的目标。工程机械在空气污染物排放中占据主要部分,我国应大力推进工程机械节能减排技术。装载机作为最常见的工程机械之一,具有排放差、噪声大等特点。而具有零排放、低噪声等特点的纯电动技术正是解决装载机排放差、噪声大的关键技术。现有的纯电动技术中仅利用电机简
学位
直流供电系统中由于电缆接头松脱、接触不良、导线绝缘破裂等原因极易产生直流电弧故障。直流电弧故障具有持续性,其产生的高温会释放能量诱发周边可燃物燃烧,造成严重的电气火灾事故。国内外针对直流电弧故障已投入大量研究,但现有的成果主要集中于高压大电流的瞬态电弧领域,对低压小电流稳定放电的电弧故障的研究较为有限。因此,研究直流电弧故障的空间温度分布及传热规律对于直流电气安全具有重要的现实意义。本文依照美国U
学位
长期从事手传振动工作的人,会引起手臂系统和身体的相关疾病—“振动病”,它是危害工人健康的重要因素。然而,手臂振动疾病尚无有效药物和治疗方法,因此,应通过搭建标准手传振动试验平台,研究手臂振动的响应特性,并通过手臂系统模型仿真预测其响应特性,合理有效地设计动力工具和减振装置,实现对手臂振动疾病的有效预防,进而降低手传振动对于人体的损害。文章根据国际标准ISO 5349-1搭建了测试手传振动响应特性的
学位
风力、光伏发电是我国大力发展的清洁能源,将风电、光伏与火电三者打捆通过长距离通道外送能够有效解决我国能源逆地势分布的问题,而将虚拟同步机策略(Virtual Synchronous Generator,VSG)与打捆系统中的风电、光伏机组有效结合,是针对新能源高比例并网造成的送端惯量缺失问题的一种有效解决方式。本文主要针对风光火打捆交直流混联外送系统送端暂态稳定性进行研究,结合风光火打捆典型系统和
学位
目的:1.明确稳定期COPD患者合并肌少症的患病率;2.探讨血浆IL-1β、IL-8、TNF-α在稳定期COPD患者并发肌少症中的可能作用;3.分析稳定期COPD患者合并肌少症的影响因素及临床特征。方法:选取2020年6月至2021年12月间在银川市第一人民医院呼吸与危重症医学科门诊定期随诊的年龄≥40岁的稳定期COPD患者为研究对象,依据2019AWGS推荐的肌少症诊断标准分为非肌少症组103例
学位