混合動力挖掘機(jī)儲能系統(tǒng)的優(yōu)化配置與控制策略研究.pdf

1、傳統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)裝置啟、制動頻繁，通常對傳統(tǒng)液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)裝置制動采用機(jī)械制動的辦法，這樣不僅造成了大量能量的浪費(fèi)，而且挖掘機(jī)排放的尾氣也嚴(yán)重污染了環(huán)境。因此對于挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)節(jié)能減排的研究有著重大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。超級電容儲能系統(tǒng)應(yīng)用于混合動力挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)中，能夠有效的解決挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)能耗大、排放差的缺點;基于超級電容儲能的混合動力挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)不僅可以對回轉(zhuǎn)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動，而且回轉(zhuǎn)電機(jī)制動時能夠?qū)χ苿幽芰窟M(jìn)行回收再利用，提

2、高了整體驅(qū)動系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
　　本文針對超級電容儲能系統(tǒng)價格昂貴、容量配置較大的特點，裝備后使能量回收的過程變得更加復(fù)雜，因此為了進(jìn)一步的提高回轉(zhuǎn)電機(jī)制動時儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性以及能量回收的效率，對基于超級電容的混合動力挖掘機(jī)儲能系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化匹配以及控制策略的研究是十分必要的。本文主要針對超級電容儲能系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化匹配和控制策略問題展開了相關(guān)研究。
　　首先，本文陳述了混合動力挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了目前關(guān)于混合動

3、力挖掘機(jī)儲能系統(tǒng)存在的問題以及關(guān)鍵技術(shù)，介紹了混合動力挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行工況特點，并對混合動力挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)制動的工作原理進(jìn)行了分析，最終確定了基于超級電容儲能的混合動力挖掘機(jī)電回轉(zhuǎn)儲能系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。
　　然后，對基于遺傳算法的混合動力挖掘機(jī)儲能系統(tǒng)的容量優(yōu)化配置進(jìn)行了研究。將超級電容儲能系統(tǒng)的性價比作為系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，運(yùn)用遺傳算法對建立的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行容量優(yōu)化配置，最后通過搭建系統(tǒng)的matlab仿真模型進(jìn)行了仿真驗證以

4、及對優(yōu)化前后的系統(tǒng)的參數(shù)性能進(jìn)行對比，優(yōu)化后的參數(shù)有效地提高了混合動力挖掘機(jī)制動能量回收儲能系統(tǒng)的性價比。此外，針對于儲能系統(tǒng)能量回收狀態(tài)下的控制策略研究，建立了混合動力挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)制動能量回收儲能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對能量回收狀態(tài)下儲能系統(tǒng)的控制器環(huán)節(jié)進(jìn)行了設(shè)計，確定了混合動力挖掘機(jī)儲能系統(tǒng)能量回收狀態(tài)下的控制策略，優(yōu)化后的控制策略有效提高了系統(tǒng)回收效率。
　　最后，分別介紹了混合動力挖掘機(jī)儲能控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計和硬件設(shè)計，搭建了系統(tǒng)