基于液压变压器的车辆节能系统研究

【摘要】： 本文主要是基于液压变压器的车辆节能系统进行研究。首先介绍了国内外液驱混合动力系统的研究现状及其发展趋势,提出应用液压变压器及蓄能器构造新型车辆节能系统,并阐述了节能系统的设计理念和工作原理。其次,根据节能思想建立车辆的数学模型,其中包括制动系统模型、液压变压器调节模型、蓄能器模型和电液比例控制模型等。从理论上分析该系统的特性,并应用MATLAB/simulink软件和采用PID、FLC(Fuzzy Logic Controller)、Fuzzy-PID及PID和FLC组合型模糊PID控制方式,对液压变压器配流盘的控制性能进行仿真研究,仿真结果表明Fuzzy-PID控制方式具有良好的控制性能。再次,根据蓄能器和液压变压器的数学模型,分析了蓄能器的蓄能动静特性、液压变压器控制角的排量特性、压力特性,由此对传统节能系统中蓄能器的蓄能效率和基于液压变压器对能量回收系统进行了仿真分析。得出结论,系统在理想状态下即忽略摩擦、机械效率和容积效率等因素影响,液压变压器可在原有节能系统基础上提高相对节能率33%左右。最后,在多功能液压实验台上应用单片机模拟器做为Fuzzy-PID控制器,进行伺服阀控制缸模拟驱动液压变压器配流盘的实验,主要对伺服阀的空载流量特性和液压缸位移动态响应特性进行研究。实验结果表明,本文采用的伺服阀控液压缸结构能够满足本课题驱动液压变压器配流盘机构的要求,具有实用价值。 【关键词】：液压变压器 蓄能器 节能 电液伺服控制 控制策略
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH137
【目录】：

• 提要5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题研究的背景和意义8
• 1.2 液驱混合动力车辆节能现状8-10
• 1.3 液驱混合动力系统在车辆领域的应用概况10-12
• 1.4 课题的提出与主要内容12-14
• 1.4.1 课题提出12
• 1.4.2 课题的研究内容12-14
• 第2章 液驱车辆节能系统结构设计与理论分析14-34
• 2.1 引言14
• 2.2 液驱车辆节能系统结构设计14-18
• 2.2.1 液驱混合动力车辆的特点介绍14-15
• 2.2.2 液驱混合动力节能系统的建立及其原理15-18
• 2.3 液压变压器基本理论18-21
• 2.3.1 典型液压变压器的工作原理18-20
• 2.3.2 液压变压器的节能思想20-21
• 2.4 液驱车辆节能系统数学模型分析21-32
• 2.4.1 制动系统模型22-24
• 2.4.2 液压变压器调节模型24-25
• 2.4.3 蓄能器模型25-29
• 2.4.4 电液比例控制模型29-32
• 2.5 本章小结32-34
• 第3章 节能系统的调控策略与性能分析34-48
• 3.1 引言34
• 3.2 液驱车辆调控系统数学模型分析与稳定性判断34-37
• 3.3 调控系统PID、FLC和FUZZY-PID控制器理论分析37-40
• 3.3.1 PID控制器调节原理37-38
• 3.3.2 FLC控制器调节原理38-39
• 3.3.3 Fuzzy-PID控制器调节原理39-40
• 3.4 液驱车辆调控系统三种控制器仿真分析与结论40-46
• 3.4.1 三种控制器的基本性能仿真分析40-42
• 3.4.2 三种控制器的鲁棒性仿真分析42-44
• 3.4.3 FLC与PID组合型与Fuzzy-PID性能仿真分析44-46
• 3.4.4 调控系统性能研究的结论46
• 3.5 本章小结46-48
• 第4章 车辆节能系统仿真分析48-62
• 4.1 引言48
• 4.2 蓄能器与液压变压器性能研究48-54
• 4.2.1 蓄能器的特性分析48-52
• 4.2.2 液压变压器的特性分析52-54
• 4.3 传统车辆节能系统仿真研究54-57
• 4.3.1 车辆节能系统的理论研究54-55
• 4.3.2 车辆节能系统的仿真实现55-56
• 4.3.3 车辆节能系统的结论分析56-57
• 4.4 基于液压变压器新型节能系统仿真研究57-60
• 4.4.1 车辆节能系统的理论研究57
• 4.4.2 车辆节能系统的仿真实现57-60
• 4.4.3 车辆节能系统的结论分析60
• 4.5 性能对比与总结60-61
• 4.6 本章小结61-62
• 第5章 液驱车辆节能系统实验研究62-72
• 5.1 引言62
• 5.2 实验方案与总体设计62-67
• 5.2.1 实验原理与内容62-63
• 5.2.2 实验设备的构成63-64
• 5.2.3 电路设计64-66
• 5.2.4 软件设计66-67
• 5.3 实验调试67-69
• 5.4 实验结果与分析69-70
• 5.5 本章小结70-72
• 第6章 结论与展望72-74
• 6.1 论文总结72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 参考文献74-79
• 致谢79-80
• 摘要80-83
• ABSTRACT83-85

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