非恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)新型能量轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)具有能量回收和重新利用的功能，在工程實(shí)踐中有著廣闊的應(yīng)用前景。二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)在恒壓網(wǎng)絡(luò)工作時(shí)，壓力基本恒定，蓄能器的壓力變化范圍較小，能量的回收、轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存和重新利用受到了限制。所以，研究人員提出了兩個(gè)解決方法:一是讓二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)在非恒壓網(wǎng)絡(luò)中工作，從而增大了液壓系統(tǒng)的工作壓力范圍;另一個(gè)是在液壓系統(tǒng)中采用液壓變壓器對(duì)工作壓力進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。
　　本文針對(duì)恒壓網(wǎng)絡(luò)中壓力變化小，限制了能量的回收和再利用等問(wèn)題，在恒壓網(wǎng)

2、絡(luò)二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提出了非恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)，研究了非恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)。主要對(duì)葉片式二次元件與液壓變壓器的結(jié)構(gòu)、參數(shù)、性能，新型蓄釋能裝置的結(jié)構(gòu)方案與主要技術(shù)參數(shù)，二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)的智能控制策略，及非恒壓網(wǎng)絡(luò)中二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)的性能進(jìn)行研究。論文的主要內(nèi)容包括:
　　分析了非恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)與恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)的異同，基于流量耦聯(lián)的非恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)

3、節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)適用于單個(gè)負(fù)載或并聯(lián)相同工況的多個(gè)負(fù)載工況，而基于壓力耦聯(lián)的恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)則更適合于并聯(lián)多個(gè)不同工況負(fù)載。研究了非恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能原理和節(jié)能特點(diǎn)。
　　本文對(duì)單、雙作用葉片式二次元件與液壓變壓器的結(jié)構(gòu)、參數(shù)、性能等問(wèn)題進(jìn)行了研究，探討了其變量控制方法和變量機(jī)構(gòu)方案，并設(shè)計(jì)了單、雙作用葉片式二次元件與液壓變壓器的幾種變量裝置，研制了單、雙作用葉片式二次元件，并對(duì)其轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性和流量特性進(jìn)

4、行了仿真研究。
　　本文針對(duì)非恒壓網(wǎng)絡(luò)中靜液傳動(dòng)系統(tǒng)能量回收與再利用受負(fù)載變化影響大的缺點(diǎn)，提出一種新型能量蓄存與釋放的控制方法并進(jìn)行相關(guān)理論研究，研究了蓄能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案，設(shè)計(jì)了新型蓄釋能裝置，該裝置由兩個(gè)及兩個(gè)以上的蓄能回路構(gòu)成，每個(gè)蓄能回路都是可控的。分析了蓄釋能裝置的儲(chǔ)能總?cè)莘e、最高與最低壓力，及各蓄能控制回路的壓力分配等。
　　本文針對(duì)葉片式二次元件與液壓變壓器不同負(fù)載工況下，可控性受外界干擾影響較大及二次調(diào)節(jié)

5、靜液傳動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)滯、時(shí)變、非線(xiàn)性等不確定因素，根據(jù)實(shí)時(shí)控制的要求，設(shè)計(jì)了兩種控制器:一種是基于Hamiltonian泛函法的H∞控制器，用于公交客車(chē)并聯(lián)式二次調(diào)節(jié)混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)與挖掘機(jī)挖斗二次調(diào)節(jié)舉升裝置性能的仿真研究;另一種是充分利用模糊控制算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和專(zhuān)家控制算法的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種復(fù)合智能控制算法，用于混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)性能的試驗(yàn)研究。根據(jù)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)智能協(xié)調(diào)控制的要求，復(fù)合智能控制是通過(guò)設(shè)置控制系統(tǒng)最大誤差和最小誤差的閾值

6、及其變化率的閾值，并與反饋控制信號(hào)的誤差及其變化量進(jìn)行比較，發(fā)出不同的指令信號(hào)，對(duì)二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制?；贖amiltonian泛函法的構(gòu)建了二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)的Hamiltonian形式，設(shè)計(jì)了基于Hamiltonian泛函法的二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)的H∞控制器。通過(guò)Hamiltonian泛函法，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性明顯得到了改善，具有較強(qiáng)的抗干擾能力和良好的魯棒性，系統(tǒng)無(wú)超調(diào)，響應(yīng)速度快，靜態(tài)誤差小。
　　本文將上述研

7、究的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用到公交客車(chē)中，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了公交客車(chē)并聯(lián)式二次調(diào)節(jié)混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，研究了混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的控制策略、系統(tǒng)主要元件及參數(shù)匹配;建立了傳動(dòng)系統(tǒng)各元件的數(shù)學(xué)建模及系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)模型、閉環(huán)模型;對(duì)公交客車(chē)并聯(lián)式二次調(diào)節(jié)混合動(dòng)力性能進(jìn)行了轉(zhuǎn)速控制、扭矩控制、功率控制的性能仿真分析。探索了公交客車(chē)制動(dòng)能量回收、轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存和再利用規(guī)律。扭矩控制慣性能回收效率最大，制動(dòng)時(shí)間最短;轉(zhuǎn)速控制慣性能回收效率次之，制動(dòng)時(shí)間次之;功率控制慣性能回收效率最

8、小，制動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)。還將上述研究的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用到挖掘機(jī)中，設(shè)計(jì)了挖掘機(jī)挖斗二次調(diào)節(jié)液壓舉升裝置的結(jié)構(gòu)，分析了其工作過(guò)程，探討了其節(jié)能機(jī)理，建立了液壓舉升裝置舉升和下降過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)二次調(diào)節(jié)液壓舉升裝置的工作性能進(jìn)行了研究。
　　基于二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)的性能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，對(duì)公交客車(chē)并聯(lián)式二次調(diào)節(jié)混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制、扭矩控制、功率控制性能進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果吻合較好。還在長(zhǎng)江牌CJ6920G4C10H客車(chē)底盤(pán)