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吊车出租, 清远吊车出租, 从化吊车出租   基于能耗最优的吊车分布式四驱控制策略设计方法?
新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2023-09-084    文字:【】【】【

    吊车出租, 清远吊车出租, 从化吊车出租   基于能耗最优的吊车分布式四驱控制策略设计方法?   以能耗最优作为评价指标,采用分层的方式对分布式四驱控制策略进行设计,本控制策略主要分成两层分别包括控制决策层以及转矩分配层。其中转矩分配层将吊车行驶的直行工况和转向工况采取不同的转矩分配策略,使得吊车的电机动力系统的运行效率达到最优。

 

     1 分布式四驱控制决策层设计: 本文所设计分布式四驱控制决策层,选取二自由度吊车模型作为动力学模型,以驾驶员控制的车速和方向盘转角作为信号输入,输出电动吊车的期望横摆角速度、期望横摆力矩、吊车的前轮转向角以及吊车的期望质心侧偏角。其中总需求力矩通过驾驶风格曲线及电机外特性曲线确定,需要驾驶员油门踏板和制动踏板以及四轮电机转速作为信号输入。 

 

    2 分布式四驱控制转矩分配层设计 :该转矩分配层的设计逻辑是根据吊车相应的行驶工况,采取对应的力矩分配算法对吊车总的驱动转矩进行合理分配,使得整车的电机能耗达到最优。当吊车处于直线行驶时,驱动力矩分配模块根据黄金比例搜索算法快速推导出前后轴转矩的最佳分配系数,进行力矩分配,此时吊车的左右车轮力矩使用平均分配;当吊车处于转向行驶时,根据推算出来的质心侧偏角和横摆角速度的期望值和实际值的偏差得到吊车左右车轮转矩的调节量,在直线行驶工况的基础之上对吊车、的左右转矩进行合理分配。   

   传统燃油吊车制动是机械制动,即由液压器制动,一般四个车轮均配备一套液压制动器。分布式驱动电动吊车除了传统的机械制动,因为四个车轮分别由四个电机驱动,当需要制动力的时候,各个车轮的电机可以提供电制动力。 考虑到安全因素,制动情况较大的时候,不再进行电机制动,只依靠液压制动器进行吊车制动,因此需要保证当吊车仅仅依靠液压制动器制动时,吊车也能顺利制动,保证其安全性。 

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     吊车制动时,吊车的前后车轮抱死,可以最大程度地利用地面附着条件,有利于吊车在制动时保持稳定性。当前轮和后轮都抱死的时候,地面给前后轮的法向反作用力𝐹𝐹 如下式 𝐹 =(𝑏 + 𝜑ℎ )𝐹 =(𝑎 - 𝜑ℎ ) ——吊车质心距离地面高度;   𝜑——路面附着系数; 𝐺——车的重量; 𝐿——轴距。 在附着系数为𝜑的路面上,当前轮和后轮的制动力之和与附着力相等的时候,当制动力和最大附着力相等时,前后轮同时抱死。 𝐹 + 𝐹= 𝜑𝐺=:𝐹 ——前轮制动力; 𝐹 ——后轮制动力。 联立消去变量𝜑)。 𝐹  =𝑏 + 𝐹 - + 2𝐹 为计算方便假定左轮和右轮制动力相等。 得到𝐹 + 𝐹=:𝑇 ——制动力矩; 𝑟 ——车轮滚动半径。 设期望横摆力矩𝑀 顺时针为正方向。转向制动时可得到。 𝑀 ≥ 0 𝐹 = 0𝐹 = 0   𝑎 sin 𝛿 + 𝐹cos 𝛿+ 𝐹 = 𝑀 𝑀 < 0 𝐹 = 0 𝐹  = 0𝐹 𝑎 sin 𝛿 - 𝐹 cos 𝛿- 𝐹 = 𝑀  𝐹𝐹 ——分别是前左、前右车轮的电机制动力; 𝐹𝐹 ——分别是后左、后右车轮的电机制动力; 𝑡 ——前轴轮距; 𝑡 ——后轴轮距。 此时,前后轮总制动力的比例分配应与电机制动力的比例分配相同。   𝑀𝑑≥ 0,𝐹𝑓𝑟𝐹𝑟𝑟=𝐹1𝐹2𝑀𝑑< 0,𝐹𝑓𝑙𝐹𝑟𝑙=𝐹1𝐹2可分别解出前左、前右车轮的电机制动力𝐹𝐹 和后左、后右车轮的电机制动力𝐹𝐹 。 吊车制动时四个车轮的电机制动力矩𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 = 𝐹𝑟𝑇 = 𝐹𝑟𝑇 = 𝐹𝑟𝑇 = 𝐹𝑟

    

    从分布式电动吊车能耗优化的角度出发建立分布式四驱控制模型,该控制模型采用分层控制的形式,首先是决策层控制策略设计,其中以二自由度吊车模型为基础,估算出期望横摆角速度、期望质心侧偏角和总需求力矩。第二层是分布式控制转矩分配层,先以直行工况为基础设计能耗最优的转矩分配策略,其中以黄金比例搜索算法快速确定总需求力矩应该以怎样的比例分配到前后转矩上,此时左右轮转矩平均分配;在此基础上设计转向工况下的能耗最优转矩分配策略,通过模糊控制算法计算左右轮的转矩调节量,在前后轴电机最优分配的基础上,通过调节吊车左右轮的转矩分配,使吊车在兼顾行驶稳定性与安全性的情况下,降低整车的能量消耗。在制动工况时,计算出冗余的电机制动力矩,将这一部分力矩重新回收利用,达到电制动能量回收的效果,进一步地提升能耗优化效果。

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点击次数:236  更新时间:2023-09-08  【打印此页】  【关闭

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