论文部分内容阅读
半挂汽车列车已在工业、农业和商业运输中得到普及,为资源的合理配置带来了便捷。但在能源短缺和环境污染等问题日益凸显的大环境下,为汽车行业引入节能与环保技术势在必行。再生制动系统凭借着零污染技术成为当下主流的车辆节能技术,在保证安全性的前提下,该技术可以储存制动中的能量,并以辅助动力的形式回馈到车辆动力系统,尤其在城郊或下常坡的过程中,再生制动系统可以显著提升车辆的燃油经济性。 为半挂汽车列车配备再生制动系统时,需要解决两方面问题:多轴制动力分配的问题,以及如何控制机械制动力与再生制动力分配的问题。针对这两方面的问题,本文以某半挂汽车列车为原型,旨在不影响原动力系统,保证制动安全性的前提下,设计了适合的再生制动系统。基于MATLAB/Simulink软件平台,本文主要进行了以下工作: (1)分析半挂汽车列车的制动过程,计算车轮动载荷,建立了考虑载荷转移的理想制动力分配模型。分析液压再生制动系统的基本结构,设计了适合多轴车辆进行能量回收的再生制动系统。 (2)依据整车参数,确定了系统主要元件的结构形式,对液压泵/马达和液压蓄能器的关键参数给出了匹配方法。同时以实现同步驱动,保证再生制动的可靠性为设计目标,运用PID控制技术,为再生制动系统制订了转矩和转速控制器,并进行了控制器的响应仿真分析,说明设计的可行性。 (3)分析再生制动过程的影响因素,基于逻辑门限控制思想设计了再生制动控制策略。在此基础上,引入模糊控制思想,以车速、蓄能器蓄能状态和制动需求为输入量,以再生制动力分配系数为输出量制定对应的模糊规则,设计了模糊制动控制器。 (4)在MATLAB/Simulink软件中建立整车仿真模型,设计典型制动和驱动工况,并选取重型车辆的C-WTVC循环工况,对半挂汽车列车的再生制动系统进行仿真,采用能量回收率和驱动贡献率评价再生制动性能。仿真参数包括实际车速、位移、液压蓄能器压力、液压泵/马达排量以及输出的转矩和转速。仿真结果说明:当再生制动系统发生状态转换时,逻辑门限控制策略下,牵引座纵向力出现较大波动,控制性能略逊于模糊控制策略。同时,在多种仿真工况下,可实现同步驱动的再生制动系统满足制动和驱动要求,能有效的回收制动能量,提升了车辆能量利用率。本文为液压再生制动系统的推广与研究提供了参考。