全液压推土机整机参数匹配与功率自适应控制方法研究

全液压推土机是典型的牵引式工程机械,其循环作业方式决定了机器需要在不同的负荷工况下工作。不像连续作业方式的非牵引式机械有作业质量要求,追求的是速度的稳定性,全液压推土机则不同,需要根据外负载的变化,通过液压传动装置的调节作用,以求速度的自适应。本文针对全液压推土机变负荷工况特点,以提高全液压推土机功率利用率,降低能耗为目的,对其整机的关键参数匹配理论和功率自适应控制方法展开研究。 论文分析了全液压推土机关键参数的匹配准则和控制方法；阐述了发动机与变量泵以及变量马达各自的性能参数匹配和控制目标；在全液压推土机发动机、液压传动系统与工作负载所组成的功率控制系统参数匹配理论基础上,提出了全液压推土机功率自适应控制的原理和具体实现控制策略,并以某全液压推土机为算例,对其关键参数进行了匹配理论分析和计算；最后建立了发动机油门执行器、泵和马达排量调节机构的的数学模型,并引入模糊自适应PID控制(Fuzzy Self-adaptive PID Control)和单神经元自适应PID控制(Single Neuron Self-adaptive PID control)两种控制方法及其算法,对其经过合理参数匹配的功率控制系统进行了仿真分析。 利用仿真软件AMEsim和Matlab/simulik各自优势对全液压推土机功率自适应控制系统进行联合仿真,结果表明,基于模糊自适应理论和单神经元自适应理论设计的两种控制方法能有效克服功率控制系统中时变参数的影响,实现系统的实时控制,具有较好的稳定性和鲁棒性,且后者控制效果较前者可靠性要高。文中所开展的关键参数匹配理论和功率自适应控制方法研究对其它液压牵引式工程车辆有着同样的借鉴和参考价值。