液压挖掘机动力系统的节能控制研究

【摘要】：液压挖掘机是一种大功率设备，其节能性的好坏直接影响了设备使用的经济性和可靠性。本文主要研究挖掘机的节能性，使其动力系统在各个环节上减少功率损失，最终达到提高系统效率、节约燃油的目的。 本文首先综述了国内外液压挖掘机节能控制的发展现状，并对当前所采用的节能控制方法进行了总结；为进行节能控制研究，建立了基于CAN总线技术的挖掘机电子节能控制系统；然后对挖掘机在不同工况下工作时发动机转速的控制进行了研究，采用转速和油门位置双闭环改进PID控制及负载前馈控制方法，将一个与负载成比例的信号前馈到控制系统的输入端，补偿抑制负载变化对控制输出的影响，使发动机的转速始终保持在某一允许范围内，从而使发动机始终工作在某一指定的工况；针对柴油机经常因特性的变化而导致负载扭矩超载的现象，采取了功率极限控制，既可以防止发动机失速停车，也可以取消功率储备，充分利用柴油机额定功率；最后将发动机、变量泵及负载作为一个动态系统，设计了挖掘机全局功率匹配方案，并提出区间功率匹配控制方法，改变了以往动力系统静态模式设定的缺点，使挖掘机在最佳节能区间内工作。 【关键词】：液压挖掘机 节能控制 转速控制 功率极限控制 区间功率匹配
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TU621
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 课题来源及选题的目的和意义7-8
• 1.1.1 课题来源7
• 1.1.2 选题的目的和意义7-8
• 1.2 国外挖掘机机电一体化节能控制概况8-13
• 1.3 国内挖掘机节能控制研究及应用现状13-14
• 1.4 本论文的主要研究内容14-15
• 第二章 液压挖掘机节能控制系统分析和方案的提出15-25
• 2.1 动力系统方案设计15-20
• 2.1.1 复合变量泵控制系统15-16
• 2.1.2 负载独立流量分配(LUDV)控制系统16-19
• 2.1.3 柴油机控制方案19-20
• 2.2 挖掘机测控系统设计20-24
• 2.1.1 测控系统方案20-21
• 2.2.2 基于CAN总线技术的挖掘机电子控制系统设计21-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 液压挖掘机连续工况转速控制研究25-38
• 3.1 概述25-26
• 3.2 液压挖掘机转速控制问题26
• 3.3 系统建模26-29
• 3.3.1 柴油机模型26-28
• 3.3.2 油门执行器模型28-29
• 3.4 转速、油门位置的双闭环改进PID控制29-32
• 3.5 负载前馈转速控制32-35
• 3.6 液压挖掘机连续工况转速控制的实现35-37
• 3.7 本章小节37-38
• 第四章 液压挖掘机功率极限控制研究38-49
• 4.1 概述38
• 4.2 功率极限控制38-39
• 4.3 主泵的压力感应控制和转速感应控制39-41
• 4.4 电子泵排量控制41
• 4.5 变量泵系统模型及控制41-45
• 4.6 挖掘机功率极限控制的实现45-48
• 4.7 本章小结48-49
• 第五章 液压挖掘机全局功率匹配控制研究49-55
• 5.1 引言49
• 5.2 全局功率匹配控制方案49-51
• 5.3 区间功率匹配控制51-54
• 5.3.1 发动机工作特性51-52
• 5.3.2 负载所需流量计算52-53
• 5.3.3 区间功率匹配控制方法53-54
• 5.4 本章小结54-55
• 第六章 液压挖掘机节能控制的试验研究55-64
• 6.1 试验的目的及内容55
• 6.2 试验台的建立55-59
• 6.2.1 液压挖掘机55-56
• 6.2.2 控制平台56-58
• 6.2.3 控制器软件编程58-59
• 6.3 试验过程及结果分析59-63
• 6.4 本章小结63-64
• 第七章 全文总结与展望64-67
• 7.1 研究总结64-65
• 7.2 展望65-67
• 参考文献67-71
• 附录: 挖掘机及控制系统主要参数71-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果73-74
• 致谢74

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

负载敏感系统测试及特性分析    郝鹏;何清华;张大庆;

液压挖掘机技术研究的发展现状    谢习华;周亮;张大庆;

基于AMESim的甘蔗收割机油门控制器的建模与仿真    陈远玲;付玉林;李中山;莫建霖;

液压挖掘机节能系统与控制策略综述    赵文昌;刘强;何经旺;

基于转差分频原理的挖掘机节能控制方法研究    赵文昌;刘强;陈录根;

基于CAN总线的液压挖掘机节能控制技术的研究    杨梅

基于能量回收再利用的液压挖掘机回转系统节能研究    于斌

液压挖掘机工作装置仿真优化及液压系统模型建立    秦贞沛

多功能液压挖掘机负载功率匹配研究    程度旺

基于负载识别的挖掘机功率匹配控制系统研究    李延伟

履带钻机负载敏感液压系统的研究    宋海涛

混合动力液压挖掘机控制策略设计与参数优化研究    费望龙

液压挖掘机动力系统功率匹配控制技术研究    刘学良

WX600型水平定向钻节能技术研究    刘晓宏

挖掘机多学科联合仿真研究与能耗分析    张圣峰

液压挖掘机的机电一体化技术    龚向东,张玉川

JY320型履带式液压挖掘机的技术特点    黄骏,刘斌

挖掘机发动机──变量泵系统经济匹配的研究    周萍,孙跃东

工程机械中的泵与发动机匹配    彭天好,杨华勇,傅新

当代液压挖掘机功率控制技术的分析    伏志和

体现90年代技术的现代ROBEX系列挖掘机    蔡阳

国外机电一体化技术在液压挖掘机上的应用    周明龙

神户制钢的最新机型──SK320国际型液压挖掘机    海声

厦工·加藤卓越挖掘机    黄自文

我国工程机械产品水平与国际先进水平的差距    韩学松

专家PID温度控制在高真空磁控溅射镀膜机中的应用研究    范程华;朱武;

自动跟踪系统在二次烟尘浓度测试中的应用    于丽艳,郝清波

基于神经网络参数自整定PID控制的应用    胡龙军;陈一波;陶吉利;

过程控制系统课程教学改革的探索与实践    沈亚斌;赵涛;陈桂;

模糊迭代学习在单关节机器人运动控制中的应用    刘志学;吴丽娟;

基于Fuzzy-PID算法的热处理炉新型控制器    刘宇;王克成;

基于单神经元自适应PID的煤气混合解耦控制    徐少川;王琳琳;

模糊控制在酸洗系统温度控制中的应用    杨玉杰;

无线光通信粗跟踪一维模拟实验研究    肖永军;杨智;董冉;熊准;曾庆栋;

包钢CSP生产线中的液压活套自动控制    高阳,陈凤

基于能量回收再利用的液压挖掘机回转系统节能研究    姜继海;于斌;于安才;沈伟;

新型智能变增益单神经元PID控制算法    李俊丽;张光辉;祝晓红;

基于模糊免疫控制的PI调速器设计    王旭光;孙衢;

Research of PID Parameter Optimization based-on Cultural based Ant colony Algorithm for Superheated Steam Temperature    

一种基于RBF在线辨识的单神经元自抗扰控制器    苏思贤;杨慧中;

基于模糊PID复合前馈控制的电脑横机定位控制系统    潘海鹏;冯孝燕;苏良瑶;

模糊PID控制算法在磨机给矿控制中的研究与应用    王荣彦;姜一峰;许英恩;

基于神经网络控制的倒立摆系统仿真研究    李凌;苗鑫;袁德成;

液压挖掘机工作装置轨迹模糊控制方法    郭刚;黎波;张宏梅;罗文兴;

液压挖掘机作业过程预测控制方法研究    郭刚;黎波;张宏梅;罗文兴;

神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究    汪木兰

线控转向系统主动安全预测控制策略的研究    罗石

大流量高响应电液比例阀的设计及关键技术研究    傅林坚

液压挖掘机并联式混合动力系统控制策略研究    林潇

负载口独立电液比例方向阀控制系统关键技术研究    刘英杰

四频差动激光陀螺相关技术研究    杨建强

变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究    张红娟

感应电机无速度传感器直接转矩控制关键技术研究    张志锋

大功率机车柴油机时间控制式燃油喷射控制系统研究    王苏敬

双离合器式自动变速器控制品质评价与优化    张建国

基于ARM的电阻点焊控制器    徐旭

基于ARM的三自由度直升机嵌入式控制系统设计    苗晋玲

基于液压制动行星调速软起动系统的研究设计    岳光亮

矿用液压支架搬运车辆结构设计与液压驱动系统性能研究    于振涛

基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计    刘鲁艳

基于ARM和CAN总线的染色机温度控制系统研究    刘健洪

基于模糊PID的叶腊石烤箱温度控制系统研究    李保强

PID参数整定技术的研究及应用    刘玲玲

柴油机电液调速技术研究    田雨

海底油气水平管道连接器关键技术研究    石东兵

基于AMEsim的双压力柱塞泵的数字建模与热分析    卢宁;付永领;孙新学;

挖掘机液压元件的建模及仿真    张书诚;鲍俊瑶;

液压挖掘机发动机与液压泵的合理匹配的研究    汤振周;

模具零件库及仿真分析软件在SolidWorks平台上的集成方法与应用    袁华;

基于SolidWorks与COSMOSMotion的汽车转向及行驶运动仿真    张晋西;郭学琴;张甲瑞;

液压恒压网络系统中液压变压器的发展历程    姜继海;卢红影;周瑞艳;于庆涛;郭娜;

基于Simulink/SimHydraulics的液压系统仿真    郑洪波;孙友松;

LY—300A型导向钻机    陈洪发,罗厚全,朱文辉

FDP-30型非开挖导向钻进铺管钻机    刘跃进

液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真分析    黄伟;

汽车液电馈能式减振器研究    徐琳

混合动力液压挖掘机势能回收系统的基础研究    林添良

液压挖掘机节能控制技术的研究    高峰

电动汽车建模与仿真的研究    张翔

液压挖掘机节能模糊控制系统研究    国香恩

基于功率匹配的挖掘机节能控制技术的研究    张栋

液压挖掘机作业及行走系统节能控制研究    尚涛

带长管道的负载敏感系统研究    孔晓武

基于混合动力与能量回收的液压挖掘机节能研究    张彦廷

钻机负载自适应液压控制系统的研究    胡志坚

基于CAN总线的液压挖掘机节能控制技术的研究    杨梅

挖掘机器人规划控制方法与技术的研究    张强

液压挖掘机虚拟样机液压系统仿真及集成技术的研究    许杭

混合动力电动汽车驱动系统控制策略研究    李明泽

并联式混合动力电动汽车的模糊逻辑控制    邱海漩

基于模糊神经网络的混合动力电动汽车能量管理的研究    刘家良

沥青混凝土摊铺机行驶系统PLC控制技术研究    拾方治

全液压钻机电液比例技术的应用研究    庞海荣

液压挖掘机节能控制系统研究    孙延伟

小型多功能液压挖掘机研究    彭伟春

万向叉车行走驱动液压系统的设计    陈锦耀;苏欣平;郭爱东;宋荣利;

基于Ⅵ的混合动力挖掘机试验测控系统设计    刘鹏;章二平;赵丁选;林明智;李浪;

基于功率键合图的万向车液压系统建模与仿真    陈锦耀;宋荣利;郭爱东;

新技术在液压挖掘机上的应用与发展    赵昱东;

基于AMESim的液压机械手负载敏感系统仿真研究    王光磊;同志学;张战平;韩应飞;

负载敏感液压挖掘机作业循环时间建模与优化    邱清盈;陆银;冯培恩;管成;武建伟;

挖掘机液压系统节能技术    姜继海;张翼鹏;

并联混合动力挖掘机系统建模及控制策略仿真    刘刚;宋德朝;陈海明;陈明;

液压挖掘机节能系统与控制策略综述    赵文昌;刘强;何经旺;

新型负载敏感系统工作原理及其应用    于彩新;赵川;薛典永;吕佩章;姜继海;

智能挖掘机视觉系统中图像处理技术研究    谷雨明

液压挖掘机振动掘削机理及其过程优化建模与智能控制策略研究    朱建新

液压挖掘机动力系统匹配及节能控制研究    郝鹏

林木联合采育机执行机构与液压系统研究    沈嵘枫

大吨位履带起重机液压系统的动态特性研究    纪绪

液压挖掘机半物理仿真平台及上车机构实时仿真研究    龚文

非对称泵配流特性及其在挖掘机动臂回路中的应用    杨阳

液压挖掘机混合动力系统的节能控制与参数优化    衣冠超

履带起重机液压行走驱动系统仿真及实验研究    王洪祥

基于混合动力的液压挖掘机动臂势能回收系统研究    宁涛

混合动力液压挖掘机上部回转机构动能回收研究    李晶

QUY100履带起重机动力匹配研究    徐胜强

潜孔钻机推进回转自适应系统模糊控制研究    郭艳

液压挖掘机混合动力系统建模及控制策略研究    龚俊

基于超级电容的混合动力液压挖掘机储能系统研究    曾晶

液压挖掘机工况监测与故障查找装置    龚向东,王华,冯培恩,杨毅,张玉川,蔡志轩

国外机电一体化技术在液压挖掘机上的应用    周明龙

高速开关阀及其应用    米智楠,朱钒,易孟林,曹树平,胡庆超

挖掘机中的主要节能措施    米智学,曹树平,邹占江,朱钒

液压挖掘机的电子控制 “机电信”一体化讲座(十二)    黄宗益;

液压挖掘机全功率控制    黄宗益

液压掘挖机分工况控制    黄宗益

日立 EX 系列液压挖掘机机电一体化控制系统分析    刘振军

工程机械中的一种新型节能液压系统    米智楠,易孟林,曹树平,邹占江,朱钒

模糊综合法评价液压挖掘机性能探讨    丁健民,王敏,靳学明

液压挖掘机发展概况    田奇,马鹏飞

新型液压挖掘机在镇江问世    

小松产品向上延展 PC300-7、PC360-7液压挖掘机抢滩中国市场    陆三江

三一举行C-8系列暨65吨挖掘机新品发布会    

全国挖掘机行业会议在京召开    陈保西

我国液压挖掘机发展的几个重要阶段及其前景展望    陈正利

Robex210—5型液压挖掘机问世    胡正隆

三一SY230F型正流量液压挖掘机    曹显利;

做最适合老百姓的品牌——恒特挖掘机将在杭州创建第一家“4S店”    王登峰;

液压挖掘机点检初探    陈学因;符燕秋;

基于能量回收再利用的液压挖掘机回转系统节能研究    姜继海;于斌;于安才;沈伟;

液压挖掘机作业过程预测控制方法研究    郭刚;黎波;张宏梅;罗文兴;

PC400液压缸损坏的原因及预防措施    吴武飞;

液压挖掘机工作装置轨迹模糊控制方法    郭刚;黎波;张宏梅;罗文兴;

液压挖掘机与国家基本建设    丁家声;

液压挖掘机在矿山应用的对比分析    周志雄;王珍涛;王卓;

大直径深立井安全快速施工技术探讨    杨焕友;马运明;吴悦光;

混合动力系统在液压挖掘机上的应用研究    肖清;王庆丰;林添良;胡宝赞;龚文;

复杂地质条件下的深立井施工技术探新    江军;程志彬;

电动液压挖掘机前景向好    MEB 记者 谭思敏

国产200吨液压挖掘机下线    卜政铭

北方重汽进军液压挖掘机市场    商立今

液压挖掘机需求将加大    

卡特彼勒推出320C液压挖掘机    田野

液压挖掘机    雨 森

玉柴重工外观设计等三项专利获国家授权    姚健

液压挖掘机制造的节能趋势    龚纪强

液压挖掘机2002年度销量增幅57.3%    谢慧

国产液压挖掘机已属世界一流水平    陈正利

液压挖掘机并联式混合动力系统控制策略研究    林潇

混合动力液压挖掘机势能回收系统的基础研究    林添良

具有可停缸动力系统的液压挖掘机功率匹配及节能研究    杨敬

液压挖掘机动臂下降势能回收技术研究    陈明东

液压挖掘机节能控制技术的研究    高峰

液压挖掘机作业及行走系统节能控制研究    尚涛

基于液压式能量回收的挖掘机动臂节能研究    张树忠

液压挖掘机振动掘削机理及其过程优化建模与智能控制策略研究    朱建新

基于功率匹配的挖掘机节能控制技术的研究    张栋

混合动力挖掘机动力总成及参数匹配方法研究    王冬云

基于电液比例技术的液压挖掘机控制系统研究    冯雨萌

液压挖掘机动力系统匹配研究    黄亮

液压挖掘机振动性能的分析和测试方法研究    熊剑波

液压挖掘机回转装置节能研究    付亚超

液压挖掘机混合动力系统的节能控制与参数优化    衣冠超

混合动力液压挖掘机上部回转机构动能回收研究    李晶

液压挖掘机混合动力系统建模及控制策略研究    龚俊

液压挖掘机工作装置结构特性分析与仿真    刘韬

基于能量回收再利用的液压挖掘机回转系统节能研究    于斌

中型液压挖掘机装载及复位动作协同性研究    陈艳军