混合动力推土机动力学控制策略仿真研究

摘要

推土机作为土方作业机械，其作业工况复杂，负载变化频繁，且传统液力机械传动方式能量利用率低、能耗高、排放差。同时，随着环境污染与能源紧张问题日趋严重，混合动力作为一种有效的节能减排技术是改善推土机燃油经济性和提高其动力性的最佳途径。对于混合动力系统来说，设计合理的动力学策略是提高推土机燃油经济性和动力性的关键。混合动力动力学控制策略根据推土机行驶作业特点，实现对多动力源的合理分配，降低推土机的燃油消耗，达到节能减排的目的。
　　本文以串联混合动力推土机为研究对象，以提高动力性能为目的，对串联混合动力推土机动力学策略进行研究。本文主要研究内容如下：
　　（1）通过对混合动力履带车辆结构的分析研究，确定串联混合动力推土机的结构及参数，并对推土机在直线、转向和正常铲土作业时的受力进行分析。
　　（2）采用后向式仿真建模，通过理论建模与实验数据建模相结合的方法建立驱动电机、终传动、动力学等模型。基于MATLAB/simulink搭建混合动力推土机仿真平台，通过行驶作业性能的仿真分析对其进行验证，为动力学策略的研究分析提供仿真平台。
　　（3）通过对驱动电机输出分析研究，建立转速调节控制策略和基于模糊的转矩调节控制策略，利用MATLAB/stateflow和模糊控制工具箱完成动力学控制策略模型。通过仿真分析表明，两种动力学控制策略都具有有效性和可行性，与传统液力机械推土机相比，显著提高推土机动力学性能。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外现状

1.3论文主要内容

1.4本章小结

第二章 混合动力推土机动力学理论分析及参数计算

2.1整车结构介绍

2.2直线作业动力学分析

2.3转向动力学分析

2.4本章小结

第三章 转速调节控制策略

3.1转速控制方案

3.2控制策略设计

3.3系统建模

3.4转速调节控制策略建模

3.5仿真分析

3.6本章小结

第四章 基于模糊的转矩调节控制策略

4.1模糊控制概述

4.2基于转矩的电机模型

4.3模糊转矩控制策略设计

4.4仿真分析

4.5两种策略比较

4.6本章小结

第五章 混合动力推土机与液力推土机动力学性能仿真对比

5.1牵引动力特性对比

5.2爬坡性能对比

5.3转向性能对比

5.4本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢