云梯维修车液压混合动力系统建模   花都云梯维修车出租, 花都云梯维修车租赁, 花都云梯维修车价格  对云梯维修车液压混合动力系统关键部件进行了参数匹配、研究了系统的能量管理策略。本文将在此基础上，根据液压混合动力系统中各关键部件的工作原理建立数学模型，并借助MATLAB/Simulink建立发动机工作点控制策略的仿真模型，在典型的工况循环中，对混合动力云梯维修车动力性和燃油消耗情况进行仿真分析。本文的研究是在现有传统云梯维修车的基础上，对其动力系统进行改造，确定了云梯维修车并联式液压混合动力系统，相比传统动力云梯维修车，混合动力云梯维修车增加了液压泵/马达、液压蓄能器、转矩耦合器等部件，使系统控制变得更加复杂。液压混合动力系统控制的主要目的是使发动机的工作点稳定在高效区域，以提高其燃油经济性，为实现这一目标，可以通过对发动机、液压泵/马达和液压蓄能器的控制来实现。因此，这里将液压混合动力系统的仿真模型划分为发动机、液压泵/马达、液压蓄能器等多个模块，分别对其进行建模，仿真模型的总框架。云梯维修车液压混合动力系统的仿真目的是为了验证发动机工作点控制策略的合理性，即了解负载转矩在发动机和液压泵/马达之间的分配情况及发动机的燃油经济性等。由于MATLAB/Simulink具有丰富的模型库、建模环境具有图形化的特点，特别是在控制系统的建模和仿真方面优势更突出。所以，本文根据仿真模型总框架，选用MATLAB/Simulink软件对发动机工作点控制策略进行后向建模与仿真。

     液压混合动力系统模型建立依据,  云梯维修车液压混合动力系统仿真模型的总框架，这里建立发动机、液压泵/马达、液压蓄能器等数学和仿真模型。发动机模型发动机作为液压混合动力云梯维修车的主动力源，一个能够准确模拟发动机工作特性的模型对云梯维修车液压混合动力系统的仿真研究具有重要影响。发动机的工作特性是由进气、燃烧、传热、排气等多方面的因素决定的，是一个高度非线性的惯性系统。目前，发动机的模型分为均值模型和瞬态模型两种。瞬态模型是建立发动机的空气、燃油流量和各运动部件的方程，这一模型能反映发动机的动态性能，但其冗长的解析式使计算速度缓慢。均值模型主要是根据发动机在不同油门开度下的输出转速、转矩、燃油消耗量等数据，建立发动机的万有特性、外特性等数据，利用查表或插值来模拟发动机的工作特性，该方法相比瞬态建模简单易行，但不能反映发动机的瞬态响应特性。本文所研究的是液压混合动力系统在采用发动机工作点控制策略时发动机的转矩、转速以及燃油消耗量变化情况，并不深入研究其动态性能，所以这里采用均值法，建立发动机的转矩、转速以及燃油消耗模型。对于不同油门开度，发动机转矩与转速的关系称为发动机的调速特性，其响应是一阶惯性环节，建立数学模型：αmb——发动机目标油门位置，取τ=0.1，K=1。根据牛顿第一定理，可以得到发动机的输出转矩，其数学模型如下： eTJ ：Te——发动机输出转矩；Tl——负载转矩；Je——发动机等效转动惯量，取Je=1；Ce—等效粘性阻尼，取Ce=0.1。发动机燃油消耗率ge是发动机输出转速和转矩的函数，其中燃油率和转速可以根据发动机的油门开度和转矩，通过查表法得到，再根据下面公式计算发动机总的油耗： mfuel——发动机的油耗量，g；ge——燃油消耗率，g/kwh。48根据第三文发动机的选型，图5.2给出了康明斯QSB4.5-C160柴油机的万有特性曲线，在MATLAB/Simulink中，参考万有特性曲线分别建立转速和燃油消耗率的look-uptable，根据上面建立的发动机的动力学模型和油耗模型，建立仿真模型。

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      液压泵/马达是云梯维修车液压混合动力系统的辅助动力源，还起到调节控制系统转矩49的作用，其结构原理。由其结构可知，液压泵/马达通过电液伺服阀控制油缸的动作，拖动二次元件的斜盘倾角来改变排量，从而调节输出转矩。因此，液压泵/马达的数学模型应由二次元件、控制油缸和电液伺服阀三个部分组成。1.二次元件数学模型二次元件的排量公式： γ——斜盘倾角，°；γmax——斜盘的最大倾角，°；χp——控制油缸的活塞位移，m；χpmax——控制油缸的活塞最大位移，m；根据牛顿力学定律，则二次元件的转矩平衡方程：J——二次元件到转矩传感器的转动惯量，kg·m2；B——二次元件到转矩传感器的粘性阻尼系数，N·m·s/rad；θ——二次元件的斜盘倾角，rad。又经拉氏变换变换后得： 控制油缸工作时，认为输入的是流量，输出的是油缸活塞位移，而两腔压差为中间参数。因此，其流量方程可表示为：QL——控制油缸的流量，m3/s；A——控制油缸的有效作业面积，m2；χp——控制油缸的活塞位移，m；Ct——总泄漏系数，(m3/s)/Pa；PL——油缸的两腔压差，Pa；Vt——油缸的两腔总容积，m3；βe——油液体积弹性模量，N/m。经拉氏变换变换后得：sV  根据牛顿力学定律，则控制油缸上力平衡方程为：FL——作用在活塞上的干扰负载及摩擦力，N；K——负载的弹簧刚度，N/m；Bp——活塞及负载的粘性阻尼系数，N·m·s/rad；m——折算到控制油缸活塞的等效质量，kg。若不计干扰负载及摩擦力FL，式（5.9）经拉氏变换变换后得：通常，二次元件的斜盘倾角γ≈10°，此时tanγ=χp/ra≈γ，所以油缸活塞位移对斜盘倾角的传递函数可以表示： ——二次元件斜盘有效半径，m；Kγχp——活塞位移χp至斜盘倾角γ的转换系数，rad/s。

    电液伺服阀的数学模型电液伺服阀工作时，常以电流作为输入，以流量作为输出，传递函数可表示为  Ksv——流量增益，m3/s·A；Kvf——开环增益；ωmf——伺服阀的固有频率，rad/s；ζmf——伺服阀的机械阻尼比。在混合动力系统中，通常将电液伺服阀的传递函数简化为比例环节： 根据上面液压泵/马达的数学模型，建立的MATLAB/Simulink模型。 液压蓄能器模型在液压混合动力系统中，液压蓄能器起到暂时存储多余能量与释放能量的作用。在建立液压蓄能器模型时假设：气体可压缩；油液不可压缩；连接管路视为蓄能器的一部分，且应尽可能的短。根据热力学波义耳公式（，液压蓄能器的瞬时气体压力为：通常液压蓄能器的出口处会连接管道，这对其工作特性有很大影响，所以在建模时，考虑到连接管路对蓄能器造成的影响，而将其看作是蓄能器的一部分。液体的力平衡方程可以表示为：Pb——系统的管路压力，MPa；Qa——蓄能器的流量，m3/s；L——液压油的液感，kg/m4；R——液压油的液阻，kg/(m4·s)。其中，液压油液感和液阻的计算公式分别为：  ρ——液压油密度，kg/m3；la——管道有效长度，m；A——管道截面积，m2；da——管道直径，m；μ——流体的动力粘度，kg/(m·s)。液压蓄能器流量的流量方程为：（放油时流量为正），得到蓄能器的力平衡公式：  在液压混合动力系统中，液压泵/马达与液压蓄能器直接相连，为确立他们的数学关系，这里建立了二者的流量连续性方程：：Ql——管路中泄漏的流量；Vl——蓄能器到液压泵/马达管路中的油液体积；β——液体膨胀系数，无量纲。带入，2若系统不考虑紊流流量损失，且βeΔp<<1，忽略不计，因此流量连续方程为：根据上面液压蓄能器的数学模型，建立MATLAB/Simulink模型。

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