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  • 清远吊车出租, 顺德吊车出租, 增城吊车出租    基于模糊控制的吊车的电液制动力分配方法?
    新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2023-09-194    文字:【】【】【

         清远吊车出租, 顺德吊车出租, 增城吊车出租    基于模糊控制的吊车的电液制动力分配方法?   在对制动意图进行识别,得到车辆的制动强度需求的基础上,对电液制动力的分配进行控制策略设计。电机制动力即再生制动力,其分配受到多种因素的影响,正如前文中所分析,如动力电池的荷电状态(SOC)和充电特性限制、吊车的行驶速度、制动强度的大小、电池温度等因素。且在吊车制动过程中,有很多因素都会随着车车况的实时变化而非线性地变化,影响着电机制动力的大小和分配情况。本文通过模糊控制对吊车制动过程中的电机制动力与液压制动力的比例进行分配,其主要目的是以制动过程的安全性和稳定性为前提,最大程度地使用电机制动力,以提高能量回收效率的最大化,增加续航里程。 综上所述,电机制动受多种因素影响,其中动力电池的荷电状态(SOC)、吊车行驶速度𝑉𝑉 ,制动强度𝑧𝑧对再生制动系统的影响程度最大,所以在本文中将这些变量作为模糊控制器的三个输入,将电机制动力矩占总制动力矩的比例作为控制输出,建立模糊控制器,下面进行对电液制动系统的模糊控制器的设计。 

      (1)模糊控制器隶属度函数的确定: 本文设计的模糊控制器结构,将吊车车速𝑉𝑉、动力电池荷电状态 SOC、制动强度𝑧𝑧为输入,经过模糊规则处理后,输出再生制动力矩占总制动力的占比𝐾。  首先建立车速𝑉𝑉的隶属度函数。轮毂电机的能量回收过程受到电机转速的直接影响,而电机转速也与车速有着直接关系。当车速过低时,电机转速也相应过低,不适合进行制动能量的回收;当车速较高,电机转速也较高,在制动过程中会回收大量能量,因此在此时可以将再生制动力矩的所占比例尽量提高。基于以上因素,本文将纵向车速𝑉𝑉的模糊阈值设置为[0,120],并且将隶属度函数用{𝐿𝐿𝑀𝑀𝐻𝐻}模糊化,其中𝐿𝐿𝑀𝑀𝐻𝐻分别代表隶属程度的小、中、大,并且选用梯形函数(trapezoid)。 

     

     

        其次建立动力电池荷电状态 SOC 的隶属度函数。动力电池荷电状态 SOC 为电池剩余能量占额定储存能量的比值,一般在[0,1]范围内,其值为 1 时代表电池满电,为 0 时代表完全放电。SOC 值的大小对再生制动系统的能量回收起着决定性因素,当 SOC 大于 0.9 时,动力电池基本处于满能量状态,若此时仍使用电机制动力进行能量回收,则会使得动力电池发生过充,导致电池电压上升、温度升高、正极活性物质分解、产生大量气体,存在爆炸燃烧等隐患,严重影响动力电池使用寿命和行车安全,因此此时不应让电机制动力介入制动。而当动力电池 SOC 适中时,则可以相应提高电机制动力矩的比例,为动力电池进行充电。本文对 SOC 的隶属度函数也使用了梯形函数(trapezoid),模糊集设为{𝐿𝐿𝑀𝑀𝐻𝐻},代表动力电池 SOC 值的小、中、大。

     

         其次对最后一个输入参数制动强度𝑧𝑧建立隶属度函数。制动强度 z 反应了吊车在行驶过程中驾驶员的制动需求,也是影响再生制动的关键性因素之一。由于电机物理特性所决定了其能提供的制动力矩是有限的,且液压制动力矩更为安全稳定,因此当吊车紧急制动时,应首先考虑安全性与稳定性,使电机制动力完全撤出,由液压制动力单独完成制动。而当制动强度需求不大时,则可以尽量由轮毂电机提供制动力矩,增大能量回收效率。因此在本文中,对制动强度𝑧𝑧建立的隶属度函数的论域为[0,1],用模糊集合{𝐿𝐿𝑀𝑀𝐻𝐻 }模糊化,𝐿𝐿𝑀𝑀𝐻𝐻分别代表制动强度的低、中、高。制动强度 z 的隶属度函数同样采用梯形函数(trapezoid)。 

     

     

     

        最后建立电机制动力矩占比𝐾𝐾的隶属度函数。在本文中对𝐾𝐾建立的隶属度函数论域为[0,1],其值大小反映了电机制动力矩参与制动的比例,当𝐾𝐾的取值越大,说明制动过程中电机制动力矩的比例越高,能够回收的能量也就越多。为保证在不同情况时均能输出最优的电机制动力矩参与比例,本文使用的隶属度函数类型为三角形函数,并且根据电机制动力矩占比的从小到大设置了隶属度函数的模糊集合。

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       (2)模糊规则的设计   本文中对于模糊规则的制定是基于电液复合制动制动系统特性进行的理论分析及专家经验基础上完成的,综合考虑了前文所述再生制动系统受𝑆𝑆𝑆𝑆𝐶𝐶𝑉𝑉𝑧𝑧的影响。 

        ①车速的快慢对吊车再生制动过程有直接影响,当车速较低时,制动时间短且电机转速慢,再生制动回收能量有限,因此不进行能量回收;车速适中时,可适当增加再生制动力矩比例;车速较快时,可在保证吊车制动安全稳定性的前提下,将再生制动比例尽可能提高。而当车速过高时,电机转速过快,制动时会产生大量能量,考虑到动力电池充电功率的限制以及制动安全稳定性,不进行能量回收。 

        ②动力电池的 SOC 值对再生制动系统是否进行能量回收有着决定性的影响,当 SOC 低于 10%时,由于动力电池内阻过大,不宜采用能量回收为其充电,以免损坏电池;当 SOC 大于 90%时,也不宜对动力电池进行充电,以免过充;当SOC 处于 10%和 90%之间时,可适当增大电机制动力矩比例,进行能量回收。 

       ③制动强度大小反映了驾驶员的制动需求。当制动强度较大时属于紧急制动工况,此时安全稳定性为首要考虑因素,此时由液压制动系统提供全部制动力;当制动强度适中时,可适当提高电机制动力矩的比例;当制动强度较小且电机制动力矩能完全满足时,全部使用电机制动力矩提供。 基于上述分析,本文建立了模糊规则表,规则表达形式为: 𝑖𝑖𝑚𝑚(𝑉𝑉 𝑖𝑖𝑠𝑠 𝑣𝑣𝑎𝑎𝑎𝑎𝑛𝑛𝑑𝑑 𝑆𝑆𝑆𝑆𝐶𝐶 𝑖𝑖𝑠𝑠 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑎𝑎 𝑎𝑎𝑛𝑛𝑑𝑑 𝑧𝑧 𝑖𝑖𝑠𝑠 𝑧𝑧𝑎𝑎)𝑡𝑡ℎ𝑒𝑒𝑛𝑛𝑚𝑚𝑒𝑒𝑒𝑒𝑚𝑚 = 𝑘𝑘𝑎𝑎  经模糊规则表可以得到电机制动力矩占比𝐾𝐾与吊车车速𝑉𝑉、动力电池SOC、制动强度𝑧𝑧、之间的关系。

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    点击次数:99  更新时间:2023-09-19  【打印此页】  【关闭
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