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顺德登高车租赁, 南海登高车租赁,三水登高车租赁    登高车行走系统节能控制系统仿真结果分析与功率匹配验证?
新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2021-10-224    文字:【】【】【

        顺德登高车租赁, 南海登高车租赁,三水登高车租赁     登高车行走系统节能控制系统仿真结果分析与功率匹配验证?       1  节能控制系统仿真结果分析: 登高车行走系统是双系统,左右系统部件和控制方式相同,所以仿真时只对单边系统进行仿真。基于满足转速稳定的需求,考虑登高车进行行走作业时,应先选定功率模式,本文选取登高车行走空载直行小功率工况,即选定目标转速 ne=1400r/min 状态下进行仿真,且根据对发动机万有特性曲线的研究,发动机工作在最佳经济点附近时选择油门开度α=0.6;直行速度 Vc= 0.15m/s;因只考虑直行状态,故转向角速度 w=0。为比较普通 PID 控制与参数自适应模糊 PID 控制在输入信号为阶跃信号下的输出响应,分别在仿真过程中的第 10s 给定加载干扰 pf=6 MPa 和第 20s 给定减载干扰 pf=6 MPa,其中普通 PID 曲线中的 KP、KI和 KD参数经过分析调试确定为 40,10,0.025,仿真时间设置为 30s。 
 
 
         从在油门开度 60%的情况下普通 PID 仿真曲线和在油门开度 60%的情况下参数自适应模糊 PID 控制的仿真曲线可以看出在第 10s 加入加载干扰时,发动机转速在 0.2s 的时间内掉至 1289 r/min,之后经过 4.5s 的时间回归稳定的 1400r/min,在第 20s 加入减载干扰时,发动机转速也是在 0.2s 增加至 1440r/min,之后经过 3.8s 回归稳定转速; 同样在第 10s 加入加载干扰时,发动机转速在 0.5s 的时间掉至 1322r/min,经过 3.8s 的时间回归 1400r/min,在第 20s 加入减载干扰时,发动机转速在 0.3s 左右增至 1425r/min,之后经过 3.1s 回归稳定转速。对比总结两图控制曲线可以得出,采用参数自适应模糊 PID 控制器和采用普通 PID 控制器的系统都可以将发动机转速在负载突变的条件下,将其工作转速调节至设定值目标值,让发动机工作在最佳经济点附近,结合变量泵的极限负荷控制,实现发动机与变量泵的功率匹配,但是应用模糊控制的系统比普通 PID 控制的系统超调量有所减小,并且调整时间平均缩短 0.7s,证明运用模糊控制算法融合登高车自身 PID 控制系统可以有效的改善控制系统的动态性能。 由模糊 PID 自适应整定得到的 KP、KI、KD的整定过程取仿真第 10s 加载干扰部分,由三个参数的整定过程曲线可知,各参数的整定过程按照设定的模糊规则完成。加入负载干扰时,此时转速与设定目标转速偏差较大,则 KP值取大,KI、KD取值很小接近 0;随着系统的调节控制转速偏差减小后,KP值减小,KI、KD取值增大。模糊控制器对 PID 参数的整定过程体现了对登高车非线性、大滞后的行走系统动态响应具有调控快速、稳定、准确等优点。 发动机在参数自适应模糊PID控制系统和普通 PID控制系统下的比油耗对比图: 在 10s 加载和 20s 减载后,采用模糊 PID 控制的系统比采用普通 PID 控制系统的比油耗调节频率低且振幅小,虽然调节效果在负载干扰输入为阶跃信号的情况下相对较小,但是在登高车长时间行走工况下,履带所受负载干扰可能会出现多次,节能效果会较为明显。 



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         2  行走系统功率匹配验证 : 从Simulink搭建的行走系统参数自适应模糊PID节能控制系统仿真模型中提取的电磁比例减压阀控制电流 u、马达输入转矩 Tm和发动机实际转速 ne经过数据线性化处理输入利用AMESim搭建的行走系统的模型中。仿真参数设置为:电流u初始值为320 mA,马达输入转矩 Tm初始值为653.2N·m,发动机转速 ne初始值为 1400r/min,和控制模型仿真相同,只对单边系统进行仿真,分别在 10s 和 20s 进行加载和减载 6MPa,即马达输入转矩信号增加(减少)112 N·m;相应的发动机转速输入信号在 10s 迅速减少至1319r/min,经过 3.8s 后线性上升至 1400r/min,20s 迅速增加至 1430r/min,经过 3.8s 线性降低至稳速 1400r/min;电流信号也如转速信号变化规律在 255mA 至 388mA 变化。

  
          变量泵系统压力 p1 从 42.62 MPa 在 10s 时升至 47.26MPa,瞬时负载增加 5.64MPa,这与控制模型仿真中加载干扰 pf=6MPa 接近,经过 3.8s 后系统压力回复至 42.62MPa,20s 处压力降低至 37.56MPa,瞬时负载降低 4.94MPa,与控制模型仿真中的减载干扰相差 1.06MPa,出现此类原因主要是变量泵 AMEsim 仿真模型中设置了泵的容积效率随压力增大而增加,所以系统压力越大越接近控制模型的理想压力负载值;泵排量 q 的变化规律是与系统压力相反,稳定排量为 69.44mL/r,在第 10s 和第 20s 时分别为 56.84mL/r、95.48mL/r。总体而言,AMSim 建立的变量泵模型与利用Simulink 建立的变量调节传递函数各动态参数较为接近,两个模型可以近似等效。 从发动机输出功率 Pe和液压泵吸收功率 Pp的变化曲线可以看出: 与系统压力和排量的变化相同,发动机输出功率 Pe和变量泵吸收功率 Pp稳定功率分别为 84.15kW 和 75.95kW;10s 时功率分别为 69.68 kW和 64.39kW;20s 时功率分别为 113.48kW 和 98.21kW。功率变化规律符合控制规则,变量与发动机在油门开度α为 60%时匹配效率为(75.95/84.15 ) 100%到90.26%,匹配效率良好。 



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点击次数:272  更新时间:2021-10-22  【打印此页】  【关闭

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