吉林大学学报(工学版) ›› 2014, Vol. 44 ›› Issue (5): 1334-1341.doi: 10.7964/jdxbgxb201405018

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串联式混合动力装载机模糊逻辑控制策略

赵丁选, 张志文, 李天宇, 兰昊, 张民, 董岩   

  1. 吉林大学 机械科学与工程学院,长春 130022
  • 收稿日期:2013-04-30 出版日期:2014-09-01 发布日期:2014-09-01
  • 作者简介:赵丁选(1965), 男, 教授, 博士生导师.研究方向:工程机器人, 流体传动与控制, 工程机械混合动力.E-mail:zdx@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    高等学校博士学科点专项科研基金项目(20120061110023); “863”国家高技术研究发展计划项目(2009AA044403); 吉林大学“985工程”项目.

Fuzzy logic control strategy of series hybrid power loader

ZHAO Ding-xuan,ZHANG Zhi-wen,LI Tian-yu,LAN Hao,ZHANG Min,DONG Yan   

  1. College of Mechanical Science and Engineering,Jilin University,Changchun 130022,China
  • Received:2013-04-30 Online:2014-09-01 Published:2014-09-01

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667

摘要： 为了提高装载机能源的利用率和变矩传动效率,通过分析某5 t装载机的工况特点,提出了重度串联式油电混合动力方案。针对该方案提出模糊逻辑控制策略,通过在线估计系统需求转矩,以需求转矩和超级电容SOC值作为输入,得到发动机、发电机及电动机的输出转矩。结果表明:超级电容SOC值变化稳定,发动机输出转矩基本处于高效区,比传统装载机节油约16.6%,改善了燃油经济性。

关键词: 装载机, 重度混合动力, 模糊逻辑, 燃油经济性

Abstract: In order to improve the utilization of energy and the variable torque transmission efficiency of loaders, a full series hybrid scheme is proposed based on the analysis of the working condition of a 5 t loader. A fuzzy logic control strategy regarding to this scheme is developed. By this control strategy the system required torque can be online estimated; then, taking the required torque and the SOC value of the super capacitor as the inputs, the output torques of the engine, the generator and the motor can be achieved. Results show that the SOC value of the super capacitor is stable, the engine output torque basically falls the high efficiency zone, which can save about 16.6% fuel than the conventional loaders, so this strategy can improve the fuel economy.

Key words: loader, full series hybrid, fuzzy logic, fuel economy

中图分类号: 

  • TH243
[1] 徐晓美,唐倩倩,王哲. 混合动力装载机的研究现状及发展趋势[J]. 中国工程机械学报,2012,43(2):53-56.Xu Xiao-mei, Tang Qian-qian, Wang Zhe. Research status of hybrid power loader and its development trend[J]. Chinese Journal of Construction Machinery, 2012, 43(2):53-56.
[2] 邹乃威,章二平,于秀敏,等. 同轴并联混合动力装载机控制策略的研究[J]. 中国工程机械学报,2012,10(2):132-138.Zou Nai-wei, Zhang Er-ping, Yu Xiu-min, et al. Control strategic study on coaxial and parallelhybrid-powered loaders[J]. Chinese Journal of Construction Machinery, 2012, 10(2):132-138.
[3] Lin Tian-liang, Wang Qing-feng, Hu Bao-zan. Development of hybrid powered hydraulic construction machinery[J]. Automation in Construction, 2010, 19(1):11-19.
[4] Sun Hui, Jing Jun-qing. Research on the system configuration and energy control strategy for parallel hydraulic hybrid loader[J]. Automation in Construction, 2010, 19(2): 213-220.
[5] Filla Reno. Hybrid power systems for construction machinery: aspects of system design and operability of wheel loaders[C]∥American Society of Mechanical Engineers, Florida,USA,2009.
[6] 邹乃威,章二平,韩平,等. 混合动力装载机节能途径分析及结构方案探讨[J]. 中国工程机械学报,2012,43(12):43-51.Zou Nai-wei, Zhang Er-ping, Han Ping, et al. Analysis of energy-saving way and discussion of structural solution for hybrid power loaders[J]. Chinese Journal of Construction Machinery, 2012, 43(12):43-51.
[7] Grammatico Sergio, Balluchi Andrea, Cosoli Ettore. A series-parallel hybrid electric powertrain for industrial vehicles[C]∥2010 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, Pisa,Italy,2010.
[8] Zou Nai-wei, Dai Qun-liang, Jia Yuan-hua, et al. Modeling and simulation research of coaxial parallel hybrid loader[C]∥2010 International Conference on Applied Mechanics and Mechanical Engineering, Changsha, China, 2010.
[9] 刘刚,宋德朝,陈海明,等. 并联混合动力挖掘机系统建模及控制策略仿真[J]. 同济大学学报:自然科学版,2010,38(7): 1079-1084.Liu Gang, Song De-chao, Chen Hai-ming,et al. Modeling and control strategy of parallel hybrid system in hydraulic excavator[J]. Journal of Tongji University(Natural Science), 2010, 38(7): 1079-1084.
[10] 肖清,王庆丰,张彦廷,等. 液压挖掘机混合动力系统建模及控制策略研究[J]. 浙江大学学报:工学版,2007,41(3): 480-483,528.Xiao Qing, Wang Qing-feng, Zhang Yan-ting, et al. Study on modeling and control strategy of hybrid system in hydraulic excavator[J]. Journal of Zhejiang University(Engineering Science), 2007,41(3): 480-483, 528.
[11] Lajunen Antti. Evaluation of energy storage system requirements for hybrid mining loader[C]∥IEEE Computer Society, Chicago,USA,2011.
[12] 吴剑,张承慧,崔纳新. 基于粒子群优化的并联式混合动力汽车模糊能量管理策略研究[J]. 控制与决策,2008,23(1):46-50.Wu Jian, Zhang Cheng-hui, Cui Na-xin. Fuzzy energy management strategy of parallel hybrid electric vehicle based on particle swarm optimization[J]. Control and Decision, 2008, 23(1):46-50.
[13] 邓亚东,高海鸥,王仲范. 并联式混合动力电动汽车控制策略研究[J]. 武汉大学学报:工学版,2004,37(3):139-144.Deng Ya-dong, Gao Hai-ou, Wang Zhong-fan. Control strategies of parallel hybrid electric vehicle[J]. Engineering Journal of Wuhan University, 2004, 37(3):139-144.
[1] 贾拓,赵丁选,崔玉鑫. 铰接式装载机倾翻预警方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1762-1769.
[2] 王振宝, 秦四成, 马润达. 装载机液力变速器系统工作热特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(4): 1136-1141.
[3] 宋大凤, 李广含, 张琳, 潘冰, 曾小华, 彭宇君, 王庆年. 模糊逻辑在混合动力汽车电机故障检测中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(2): 354-359.
[4] 巴特, 高印寒, 曾小华, 彭宇君, 宋大凤, 朱庆林, 白鸽, 王庆年. 混合动力汽车工作模式切换控制方案[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(1): 21-27.
[5] 张钦国, 秦四成, 杨立光, 马润达, 刘宇飞, 李武. 基于虚拟风洞的装载机动力舱热环境预测分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(1): 50-56.
[6] 王剑鹏, 秦四成, 杨立光, 李武. 装载机液压系统的传热仿真分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(1): 153-158.
[7] 莫愁， 陈吉清， 兰凤崇. 逆子结构传递路径分析方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(6): 1751-1756.
[8] 赵丁选, 张志文, 李天宇, 张民, 董岩, 兰昊. 并联式混合动力装载机模糊逻辑控制策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(4): 1004-1009.
[9] 胡宏宇,李志慧,魏巍,曲昭伟,陈正全. 基于模糊逻辑的信号交叉口人车冲突判别方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(3): 637-641.
[10] 黄艳国,许伦辉,邝先验. 模糊卡尔曼滤波在快速路行程时间估计中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(3): 648-654.
[11] 韩京元,田彦涛,孔英秀,张英慧,李津淞. 板球系统自适应解耦滑模控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(3): 718-725.
[12] 赵丁选, 李天宇, 康怀亮, 张志文, 李牧菲. 混合动力工程车辆自动变速技术[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(2): 358-363.
[13] 李天宇, 赵丁选, 康怀亮, 张志文, 张正飞, 徐春博. 并联式混合动力装载机的参数匹配[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(04): 916-921.
[14] 王松林, 马文星, 胡晶, 褚亚旭, 宋建军. 双涡轮液力变矩器超越离合器的改进及分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(04): 922-927.
[15] 张立浩, 郭孔辉, 赵飞翔, 柯为. 城市客车惯性节能装置[J]. 吉林大学学报(工学版), 2012, 42(增刊1): 41-44.
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