外文翻译--混合动力驱动车辆安装高空作业平台的控制策略【优秀】.doc

1中文译文混合动力驱动车辆安装高空作业平台的控制策略JanuszKrasuckia,AndrzejRostkowskia,LukaszGozdekb,MichaBartyb,aConstructionEquipmentResearchInstitute,Napoleona2,05-230Kobyka,PolandbWarsawUniversityofTechnology,InstituteofAutomaticControlandRobotics,Boboli8,02-525Warsaw,Poland摘要本文提出的发展过程即假设，建造，模拟和分析混合动力驱动车辆安装高空作业平台的控制策略。特别注意的是支付控制系统策略的发展，确保适当的能源再生，通过电化学形式储存能量。控制策略是围绕上下分层控制系统的概念建立起来的。高空作业平台的高程控制被假定为控制系统的主要目标。控制系统的第二个目标是制定明确的跟踪和保持在预定义的范围内的可再充电的电化学蓄电池的充电水平。在Matlab-Simulink环境下开发控制系统的仿真模型。控制系统仿真的示范性成果被一个液压动力结构驱动安装在特殊车辆MONTRAKS上的高空作业平台例子所显示。关键字：控制策略，混合动力驱动，能量恢复，环境的保护，模糊逻辑从这篇文章中的图和表：如图1所示.MONTRAKS3PS的专用车1.介绍减少车辆的废气排放一直是多年的研究目标，部分是迫于日益严格的环保立法。在1997年12月的第三届缔约方会议通过的“京都议定书”，旨在减少相比于1990年的温室气体排放量（GHG）平均水平的5。2005年2月16日由俄罗斯批准后生效。作为一个用于减少温室气体排放，提高燃油经济性和能源效率的装置，混合动力系统正在受到关注。2混合驱动汽车市场动态的增长已经多年。现代，有11个大型汽车制造商用于交付或深入发展混合动力驱动型的车辆。即使这些车商主要是专供乘用车部分，应当强调的是他们进行了显着的努力，从而实现了混合动力驱动卡车，送货车和公交车1,2。WestStart-CALSTART3，一个先进的运输技术财团，在美国陆军国家汽车中心（NAC）的支持下，组织一部分混合动力卡车用户论坛（HTUF）计划试点项目，以加快和协助混合商业化。根据制定的CAL-START的预测，混合驱动车的市场份额在2010年将达到约9的增长，2020年将达到近18.5的增长。还有重型机器和特殊用途车辆，都是实现混合动力驱动的解决方案可能出现的对象。但也有一些疑惑，该应用程序在经济上是否是可行的。考虑到乘用车，在有关环保法规的制定下，需要重要的角色扮演“规模的影响”。在重负荷机器的情况下，高空作业平台的挑选和携带移动式起重机专用车辆的升降设备，应考虑其在混合动力解决方案中的应用驱动与操作制约和应用。在许多情况下，该类机械的工作条件强烈限制或甚至消除燃烧的应用引擎。特别是封闭的空间领域，如工厂商店，仓库，本质安全区等。当前实现柴油-电力驱动，可大大推广使用该种设备。另一方面，和其他用于加工的市政服务工程在人口高度密集的区域在夜间（街道喷雾器人士，垃圾车，电车的牵引网络服务车辆等）的公共服务领域相比，是非常独特的。经常由市民报道，有关于服务项目问题的解决是关乎于柴油发动机产生的噪声的水平。一个由瓦拉公司4设计电池供电的起重机路线的例子，就如何满足不断增加的法规控制室内起重作业时的环境条件，最近对混合解决方案将报盘延期。另一例子是由伊顿公司5,6研究的，用于高空作业平台设备的中型卡车的混合动力系统。伊顿公司从2007年8月开始使中型混合动力系统的各种应用商业化，例如一个：电信和直辖市，城市配送，拒绝，城市公交大巴，挑选和携带等。一种混合动力车辆，被定义为一个具有一个以上的源功率。虽然几种不同类型的混合解决方案虽已在过去被考虑，但目前仍在接受进一步的广泛研究，如混合动力电动汽车（HEV）1，它使用的电动机/发电机和电池组（或其他电存储设备）和机械混合动力汽车用飞轮来储存能量。混合液压的车辆（HHVs）2，车辆加速时的制动过程中它存储捕获的动能，并将其存储在液压气动蓄能器并返回能量传动系统。各个不同结构的混合驱动器（串行和并行）开发7,8。混合电力系统维护传统的传动系体系结构,当添加一个能够提高发动机功率的电气时。该系统的一个特点是它通常能够恢复在制动和储存时丢失的能量，并存储在电池中。存储的能量被用于改善燃油经济性和车辆性，只能为给定速度或用于操作车辆的电力系统。混合动力传动系的控制比控制的ICE唯一的动力传动系要复杂得多。首先，需要在五种可能的模式（只有电动机，仅发动机，动力辅助，充电和再生）中确定最佳的操作模式。此外，当动力辅助模式或再充电模式被选择，则发动机功率和电机功率需要进行选择，以达到最佳燃油经济性，电池充电的平衡性和可操作性。随着增加的动力传动系的复杂性和需要实现多个的目标，最常用的是采用两级控制体系结构5。以下分析功率控制系统的优化:功率效率因素，燃油消耗和排放量已给出3,9,10。调查主3要集中在车辆制动阶段的动能再生。在本文中，设计一个动力管理控制系统，被描述成是一个配有液压高空作业平台（AWP）设备的专用汽车的驱动系统。AWP对该类型的车辆（被迫停止的占空比）处理应认真考虑负载势能的可回收性11,12。混合驱动相比其他被提议的解决方案的主要优点是它是一个简单的驱动架构。它不同于已知的解决方案，那些广泛适用于私家车。经典方法（私家车）是需要完全重新设计动力传动系统。创新的方法对于特殊用途的车辆，只需要扩展经典的ICE驱动和扩展单元。扩展单元组成的电动机加上液压泵/马达。该解决方案允许区分热和电的功率流路径借助于液压子系统。然而，即使该解决方案不是简单的从功率流的角度出发，它任需求先进的控制系统策略。两层分层控制系统结构在本文中被提到。较低的控制水平是被本地经典的比例-积分-微分（PID）控制器所应用建造的。一个更高的控制水平是周围形成了一个模糊逻辑控制器(FLC)，目的是对低水平本地控制器动态设置控制规则。2.目标系统的特点：一个专业的汽车MONTRAKS的（图1）打算利用市政通信服务维修和保养电车、有轨电车架空导线的系统，以及组装和拆卸的轨道部。图2结构的混合动力驱动单元理念：X-活塞杆的位移，V-活塞杆速度，p1-活塞式压力，R1-阀（8）的开关信号，p2的-供应压力，R2-切换阀（7）的信号-EM转速，U-电池电压，I-电池电流，n2-ICE转速4通常，这种类型的车辆在设计的基础上，为定期卡车的底盘配备了相应的工作配件。该设备是建立在架空工作嵌入式平台（AWP）（1）驱动的动臂（2）的端部的两个液压缸和液压回转马达（3）的集合。除了标准的道路上运行的轮胎，这些车辆的主要特征是可能在轨道上继续运行。具有低速液压马达驱动的额外的（4）轨道轮组实现了这一目标。常常，牵引网络的维护和修理要耗时整晚，大都消耗在操作上。对于在维修工作的时间期间进行的，该车辆被停放；代替发动机连续不断地运行，并且驱动液压泵供应油给液压设备。在这个执行阶段周期，工作设备的功率需求很低-值不超过3，由于柴油发动机的额定功率2接近它的低效率和重大排放量操作点的区域。同时，柴油机还产生特别恼人的噪音。上述缺点可以消除，例如通过引入额外的由一个电化学电池组成的电动机（EM）。在这种情况下，ICE将提供机械动力当车辆偏移操作区域时。停车时车辆的动力向EM以及可选的ICE工作设备索取，从而保持车辆平衡。讨论的混合动力驱动系统的结构示意图2。用于电机的能源供给的是一组电化学蓄能器（5）。驱动设备单元的主要动力源是EM。电动机牵引参数由脉冲宽度调制器（6）控制。它可能扭转电动机运行到发电机模式。EM运行的液压泵（3）供应液压传动系统