混合動力起重機協(xié)調(diào)控制算法的研究與仿真.pdf

1、面對日趨嚴重的資源短缺與環(huán)境惡化問題，尋求社會、經(jīng)濟與資源、環(huán)境相互促進與協(xié)調(diào)發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展模式正在成為世界性潮流。傳統(tǒng)起重機由于其用量大、耗油高、排放差、負載重力勢能浪費等原因，已成為節(jié)能環(huán)保領域普遍關注的重要對象之一。因此，高效、節(jié)能、環(huán)保型的起重機一直是國內(nèi)外起重機生產(chǎn)企業(yè)追求的主要目標。
　　 起重機節(jié)能研究主要包括如下三個方面：改善發(fā)電機組性能、采用油改電技術以及采用混合動力技術。改善發(fā)電機組性能，是通過優(yōu)化發(fā)電機組

2、控制算法，提高發(fā)電機組效率來達到降低油耗、節(jié)省成本的目的，但該技術節(jié)能空間有限；采用油改電技術，利用性價比高于燃油的電能達到節(jié)能的目的。但存在投入成本高，供電線纜鋪設使現(xiàn)場環(huán)境復雜化，起重機轉場不靈活，負載勢能未利用或回收不合理等問題；采用混合動力技術，降低發(fā)動機裝機容量，利用超級電容器回收負載勢能并與發(fā)動機聯(lián)合驅動，能源充分利用的方式實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。鑒于前兩者的優(yōu)缺點，采用混合動力技術，改進發(fā)電機組性能，降低發(fā)動機裝機容量。超級電

3、容瞬時高功率的特性，可以避免要求發(fā)動機頻繁起動和蓄電池提供瞬間大功率的特殊要求，同時超級電容器還可以迅速吸收和釋放再電能量，從而節(jié)約能源，減少排放污染。利用超級電容充分回收負載勢能，提高系統(tǒng)能量利用率，制定系統(tǒng)最優(yōu)控制策略是本系統(tǒng)的主要思路與目標。
　　 本文對整個混合動力起重機系統(tǒng)進行分析，擬定混合動力起重機能量控制策略。并基于MATLAB系統(tǒng)的Simulink建立了整機的仿真模型。分析研究混合動力起重機的能量流，重點對系統(tǒng)的

4、柴油發(fā)電機組和三大機構與超級電容協(xié)調(diào)工作以及維持直流母線電壓恒定的協(xié)調(diào)控制進行了分析。
　　 本文主要工作概括內(nèi)容如下：
　　 首先，論述了起重機研究的背景與重要意義，混合動力起重機系統(tǒng)的主要組成。詳盡論述了包括柴油發(fā)電機組，超級電容和雙向DC/DC變換器的工作原理。
　　 其次，在分析了混合動力起重機動力學理論基礎上，對該機進行能量流分析，并建立可在Simulink仿真的各部件數(shù)學模型和整機數(shù)學模型。重點論述混