液压混合动力挖掘机回转装置控制方式的研究  

Control Strategy for Hydraulic Hybrid Excavator Slewing

作　　者：于安才[1,2] 姜继海[1,2] 

机构地区：[1]哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨150080 [2]浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,杭州310027

出　　处：《西安交通大学学报》2011年第7期30-33,49,共5页Journal of Xi'an Jiaotong University

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50875054);浙江大学流体传动及控制国家重点实验室开放基金资助项目(GZKF-2008003)

摘　　要：为了降低挖掘机的燃油消耗,提高整机作业效率,提出了一种基于液压混合动力技术的挖掘机动力系统节能方案.该方案采用液压泵/马达独立驱动回转装置,可保证发动机工作于最佳燃油工作区,同时结合挖掘机回转装置的作业工况,通过分析液压混合动力系统的特点,对回转装置的控制方式进行了设计.针对回转系统参数的不确定性,设计了智能比例-积分-微分(PID)的分段变结构控制器,并通过仿真和模拟试验平台验证了控制器的有效性和适用性.研究结果表明,智能PID转矩控制方式更适合于回转装置的作业要求,相对于转速控制方式,系统响应速度快,回转装置运动控制平稳,能量回收率高,达到了理想的控制效果.To reduce the fuel consumption and to improve machine operating efficiency,an energy saving power system technique based on the hydraulic hybrid excavator is proposed.Adopting independently slewing hydraulic pump/motor drivers,the engine works preserve in the optimum area.Combining with the working condition of excavator slewing and the analysis of the characteristic of the hydraulic hybrid system,a control strategy of slewing is designed.As the parameters of slewing system get uncertain,a segment variable structure controller based on the intelligent proportion integral differential（PID） is designed.The simulations show that the method improves system effectiveness and applicability,and the intelligent PID torque control method is more suitable for the operational requirements of slewing,the faster response,smoother slewing motion control and higher energy recovery,thereby the desired control effect is achieved.

关 键 词：挖掘机 液压混合动力 转矩控制 能量回收 

分 类 号：TH137[机械工程—机械制造及自动化]