基于液压变压器的直线执行机构的节能研究

液压变压器在理论上能够无节流损失地控制直线执行机构的运动速度,而且能够回收负负载的能量,为了提高液压变压器的能量利用效率,文中设计了节能系统的总效率模型,以总效率最高为目标,采用优化算法计算出液压蓄能器容积的数值,分析了气体压力在回收能量过程中的变化曲线,完成了对液压蓄能器的参数匹配;建立了节能系统的Simulink模型,采用模糊PID控制策略对负载下降时的运动速度进行控制。仿真结果表明,该控制策略能够很好地实现对负载运动速度的控制。     

环卫工程车辆液压制动能量回收技术

为了回收车辆在城市工况运行时的制动能量,降低工程车辆能源消耗和对环境的污染,提高车辆的综合性能,采用并联式液压制动能量回收技术,进行参数匹配计算,提出定比例复合制动力分配控制策略.利用AMESim软件对车辆的能量回收与释放过程进行建模与仿真,并对能量回收过程中二次元件的排量变化进行仿真分析.结果表明:在需求制动强度较低时,该控制策略能够有效地对车辆进行制动和能量回收,达到节能的效果,同时二次元件排量的变化对制动时间有较大影响;在保证制动安全的前提下,最大化的利用能量回收系统提供的制动力是提高能量回收率的最有效方法.     

静液压储能传动车辆动力源系统设计分析

介绍了静液压储能传动车辆动力源的基本原理及特点,分析了动力源系统中主要元件液压泵和液压蓄能器的特性与选择,系统中的关键元件之一的储能元件———气囊式蓄能器的各参数之间的关系,以及蓄能器的压力比、多变指数等参数的变化对能量密度的影响。结果表明,选用结构类型和容积合适的蓄能器及较低充气压力的蓄能器,可有效地增加回收能量并减轻车辆重量。     

基于AMESim-Simulink的半挂汽车列车辅助驱动方法

以某重型半挂汽车列车为研究对象,将液压再生制动系统安装于半挂车车轴以输出动力.为防止因蓄能器能量突然释放完毕后对车辆造成冲击,提出了一种液驱控制策略.对牵引座纵向力与液压系统能量释放进行理论分析,根据蓄能器储能状态值SOC,并结合车辆挡位,采用分段恒转矩的能量释放方法,并在适当时机逐步退出液压辅助驱动模式,以降低牵引座纵向冲击.另外,采用旁路节流阀式调速回路对马达转速进行调节.基于AMESim和MATLAB/Simulink平台的联合仿真结果表明:液压马达输出转矩较为平顺,牵引座纵向力无明显突变;与无液驱退出控制的车辆相比,提出的控制算法最高可降低牵引座纵向力11.40%,同时提高整车加速度18.37%.     

四轮轮毂电动汽车的紧急制动能效性转矩优化

提出了一种新的基于预测控制的转矩优化控制方法,以协调控制紧急制动工况下的四轮轮毂电动汽车复合制动(液压制动和再生制动)系统.其转矩优化控制器可快速地跟踪车辆在不同路面附着条件下的最佳滑移率稳定区域;同时,在控制目标函数中加入能量回收趋势优化项,用于能量回收目标的快速动态调整,通过调节优化目标函数权值的大小,实现制动安全的同时提高车辆的能量回收能力.在Carsim中建立了车辆模型并和Simulink运行环境进行了联合仿真,验证了提出的转矩优化方法的有效性.     

参数自适应型蓄能器磁流变液工作腔的分析

针对一种参数可变液压蓄能器样机(其充气压力、充气体积、工作介质阻尼系数及进油口结构参数能够根据液压系统工况变化实时调整),采用磁流变液作为其主要工作介质之一,通过磁流变液工作腔实时调整样机的阻尼系数,以满足不同液压系统动态特性的要求.重点研究磁流变液工作腔的结构及其外加电磁线圈磁路,在此基础上建立该部分数学模型,并将其与参数可变蓄能器样机整体数学模型结合进行理论分析,最后通过实验研究验证结构设计及理论分析的正确性.     

旋挖钻机回转制动能量回收系统设计与分析

为利用旋挖钻机在回转阶段的制动能量,提出一种基于二次调节技术和液压蓄能器的能量回收系统。通过分析上车回转的工况特点,运用功率键合图理论建立回转动能回收利用的数学模型。针对系统参数的不确定性及存在的外干扰,设计自适应模糊滑模控制器对回转速度进行跟踪控制,并利用李雅普诺夫函数证明控制系统的稳定性和收敛性。为对系统进行优化设计,仿真分析液压蓄能器容积、充气压力及回转制动时间这3个主要因素对系统工作性能的影响规律。研究结果表明:所提出的回转系统在制动时能有效地完成能量回收,其中,回转制动时间对系统工作压力和能量回收效率影响最大,而液压蓄能器容积和充气压力对能量回收效率影响较小,但对恒压网络压力波动影响较大。     

二次调节流量耦联系统功率匹配研究

根据二次调节技术的特点,提出了1种二次调节静液传动流量耦联系统,实现对制动动能和重物势能的能量回收与重新利用.介绍了该系统的基本组成、工作原理和特点.建立了用液压蓄能器子系统实现能量回收的二次调节流量耦联系统的数学模型,分析了该系统的功率匹配原理,并进行了试验研究.试验结果表明:该系统可以实现以系统消耗功率最小为目标的能量最优功率匹配以及以电动机性能最优为目标的电动机性能最优功率匹配.     

液驱混合动力车辆液压系统建模及仿真

为了分析液驱混合动力车辆的动态特性并优化液压系统的主要设计参数,建立了液压系统双向变量马达、液压蓄能器及其它主要元件的数学模型,定义了气囊式液压蓄能器的多变指数和气体体积变化率之间的关系.完成了液压系统动态仿真计算,采用BCS-GEAR算法和开关状态来解决仿真过程中出现的不稳定现象.对所得的仿真计算结果进行了分析.在相同的初始条件和控制方法下,在自行研制的实验装置上进行了验证性实验.对负载转速响应和液压系统压力进行比较,仿真结果与实验结果相吻合,证明了系统模型和仿真算法的正确性.     

波动载荷下蓄能器组在液压驱动系统中的仿真研究

文章研究了采用蓄能器组来有效抑制工程车辆液压驱动系统压力冲击的方法,建立了工程机械液压驱动系统加入蓄能器组后的仿真模型,为工程机械液压驱动系统中蓄能器的选择和匹配以及深入研究泵控马达系统调速特性和动态特性在有、无蓄能器情况下的不同提供了参考;利用AMESim仿真软件与工程车辆多功能试验台进行仿真分析与实验验证。结果表明,对于工作在剧烈波动载荷下的工程车辆液压系统,应根据系统的压力变化幅度配置不同固有频率的蓄能器组,并分段配置各蓄能器的参数来加宽吸收压力波动的频率宽度和压力冲击范围。     

液压混合动力挖掘机动力系统的参数匹配方法

根据液压混合挖掘机动力系统的驱动结构、工作原理和负载特性,提出了其参数匹配方法.以蓄能器安装空间最小、蓄能器使用寿命最长和发动机工作点的稳定性为约束条件,从最大限度地发挥辅助驱动单元削峰填谷功能和降低系统装机功率的角度,对液压蓄能器的工作压力和体积、发动机功率、泵/马达的排量等参数的设计依据及其匹配进行分析,利用AMEsim软件建立仿真模型,以用于节能驱动系统中蓄能器的工作压力和额定体积的仿真.结果表明,进行参数匹配后,发动机的工作点切换满足稳定性的要求,且蓄能器的压力波动满足工况的要求.相对于原始驱动系统,其节能效果显著,节能比率为11.21%.
     

电子液压制动系统耗能特性影响因素分析

针对车辆电子液压制动系统存在的能量消耗问题,建立了电子液压制动系统的能耗数学模型,在此模型的基础上分析系统参数和零部件结构参数对电子液压制动系统耗能特性的影响.结果表明减小系统最高工作压力和制动轮缸活塞直径有利于降低电子液压制动系统的耗电量,而系统最低工作压力和蓄能器有效排量的改变对电子液压制动系统的耗电量影响不大.增加蓄能器充气压力、减小蓄能器有效排量以及制动轮缸活塞直径有利于缩小蓄能器体积.      

新型平衡式变量叶片泵的速度补偿特性

为降低汽车液压动力转向系统中转向泵存在的较大能量损失,提出一种含有浮动块的新型平衡式变量转向叶片泵.考虑转向泵实际工况,将新型转向泵的变量范围设计为特定转速范围内速度补偿代替全转速范围内速度补偿,同时建立汽车液压助力转向系统的数学模型,选择不同的参数对转向泵进行节能效果仿真.结果表明,该泵可有效降低液压动力转向系统的能量损失.     

跳汰机交流液压系统中气体液压弹簧参数优化

蓄能器是跳汰机系统的重要组成部分，对于提高效率、减少压力波动、保证系统有良好的动态过程具有重要作用。本文在简要说明气囊式蓄能器在跳汰机交流液压系统中的高、低压两种应用的基础上，对作为气体液压弹簧的高压蓄能器工作容积的选择与充气压力的问题进行研究，并在跳汰机工作参数确定的前提下，合理进行交流液压系统中气体液压弹簧的参数优化。     

基于嵌入式的智能电气节能控制研究

对嵌入式系统进行电气节能控制具有重要的应用价值。利用传统算法进行嵌入式系统的电气节能控制过程中,无法根据嵌入式操作系统中的工作属性确定嵌入式系统工作过程中物理进程时间的精确值,降低了嵌入式系统的运行效率。提出一种基于模糊神经网络算法的嵌入式系统的智能电气节能控制方法,根据嵌入式系统中的电量与时间的非线性关系,建立嵌入式的智能电气节能控制模型。在模糊神经网络中,通过电压调节的时间误差和误差变化率这两个输入变量,能够得到电气节能控制的优化策略,最终获得电气控制最优解。实验结果表明,利用改进算法进行嵌入式系统的电气节能控制,能够极大提高嵌入式系统的运行效率,降低了电量损耗,效果令人满意。     

换电机器人举升系统结构及控制参数集成优化

为提升纯电动汽车换电机器人续航能力,提出一种面向节能的换电机器人举升系统结构及控制参数集成优化方法。首先,对换电机器人举升系统结构参数进行初步匹配;其次,设计滑模变结构控制器,建立举升系统举升过程的能耗模型;然后,建立以举升系统能耗和角位移稳态误差为目标的优化模型,并利用多目标优化算法进行求解以获得举升能耗和角位移误差最优的结构和控制参数组合;最后,通过实验验证优化结果的可靠性。结果表明,经集成优化后稳态误差降低了53.68%,举升系统能耗降低了10.93%。     

基于遗传算法的转向垂臂结构优化设计

提出了以体积(质量)最小和多工况下应力最小为优化目标,建立了转向垂臂的拓扑优化模型。以转向轮左、右转向极限工况和原地转向工况作为设计载荷,以垂臂模型的控制参数作为设计变量,建立了垂臂的多目标数学模型。采用第二代非劣排序遗传算法(NGSA-II)对所建立的数学模型问题进行优化求解,得到各自的Pareto优化解集,并参考Pareto解集对垂臂进行尺寸优化。结果表明,在不影响各项性能的前提下,转向垂臂减重17. 87%,取得了较好的轻量化效果。     

液压凿岩机双缓冲系统性能参数优化设计

针对以往分析凿岩机入射应力波为定值的情况,基于应力波在不同介质中传递原理,计算经过多次透射和反射到达缓冲活塞的应力波大小,并运用傅里叶级数推导入射应力波模型.采用应变片实验法测试入射应力波波形,依据实验结果对入射应力波模型进行修正.基于牛顿力学理论,构建双缓冲系统的蓄能器等效刚柔耦合模型和双缓冲机构模型.借助Matlab工具,分析缓冲活塞运动规律以及一、二级缓冲腔压力变化规律.采用多目标优化方法对双缓冲系统的性能参数进行优化,获得双缓冲系统性能参数的最优参量：缓冲流量8.5 L·min-1、环形间隙0.017 mm、蓄能器初始充气压力2.3 MPa以及工作压力7.6 MPa.     

水源热泵稳态性能的模拟计算与分析

在分析混合工质水源热泵的传热传质以及各参数间的相互耦合关系基础上,建立了水源热泵的稳态模型,通过对工质R22和R22/R142b进行定工况的稳态模拟,得出了其循环性能随工况变化的规律,证明混合工质的节能理论,显示出混合工质在工质替代方面的优越性,为替代工质的性能研究提供了一种理论分析方法.     

基于多目标粒子群算法的矩形微通道结构优化

为提升矩形微通道的综合性能,通过多目标粒子群算法对矩形微通道进行数值优化,由响应曲面法拟合热阻函数,再以热阻与压降为目标函数,建立以矩形微通道结构参数为变量的多 目标粒子群算法的数学模型.由多 目标粒子群算法计算得到热阻与压降的pareto优化解集,用K-mean聚类法对优化解集进行聚类得到4个代表解,与未优化解进行对...