【摘 要】
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游艇搬运车作为游艇配套基础设备,是实现游艇出水入海和陆地运输的有效工具,团队设计的20吨自行式两栖电液驱动的游艇搬运车,集起吊和运输一体化功能,能够实现游艇的快速登陆与运输,是我国首辆改内燃机为电池驱动的电液系统游艇两栖运输车。针对现有传统游艇搬运车多是龙门吊的组合方式,对船体要采用捆绑式运输,作业方式单一,耗时长,发动机驱动消耗功率大的问题,以提高游艇搬运车的电液驱动系统效率、减少能源消耗为研究
【基金项目】
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校企合作研发的“20 吨自行式两栖游艇搬运车”项目；
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游艇搬运车作为游艇配套基础设备,是实现游艇出水入海和陆地运输的有效工具,团队设计的20吨自行式两栖电液驱动的游艇搬运车,集起吊和运输一体化功能,能够实现游艇的快速登陆与运输,是我国首辆改内燃机为电池驱动的电液系统游艇两栖运输车。针对现有传统游艇搬运车多是龙门吊的组合方式,对船体要采用捆绑式运输,作业方式单一,耗时长,发动机驱动消耗功率大的问题,以提高游艇搬运车的电液驱动系统效率、减少能源消耗为研究目标,设计了以电池为能源的永磁同步电机搭配变量泵、变量马达的三变量液压驱动系统,以此三者组成的驱动系统总效率为指标,提出了分工况节能匹配策略,通过哈里斯鹰优化,实现了PID算法对典型工况变量泵和变量马达的排量的自适应控制。经过联合仿真和实车验证,本文提出的方法与传统恒功率驱动相比,不同工况下提高的效率为10.4%,6.3%,16%和1.5%,其中16%对应满载平路工况,该工况占了整体工时的40%以上,能够节约功率20%。仿真结果表明,满载爬坡工况下,理论设计参数量在哈里斯鹰优化的PID控制下都能满足所给工况目标值,马达转速最终能稳定在554r/min,与目标值误差在1r/min之内,整体驱动能达到目标效果,与传统PID控制方式相比,哈里斯鹰优化的控制方式能保证更好的动态性能和稳态精度;在满载爬坡和满载平路工况变换时,该控制方式能够很好的克服水下浮力对于驱动系统的干扰,使得泵和马达的排量按照目标值稳定输出。试验结果表明,满载爬坡工况下马达转速达到了549r/min,车辆行驶速度在2km/h的范围波动,符合工况设定。满载爬坡工况下驱动系统的总效率达到了77.32%,所提分工况节能匹配控制策略一方面提高了驱动系统的效率,减少了功率消耗,另一方面为我国未来水陆两栖游艇搬运车的设计提供了指导意义。
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