并联混合动力液压挖掘机：建模、控制策略与节能研究

"混合动力挖掘机的建模与控制策略研究 (2011年)，作者: 张梅芳、宋贤云、程珩" 本文详细探讨了混合动力技术在液压挖掘机领域的应用，旨在实现节能目标。研究中提出了一种适用于并联式混合动力液压挖掘机的动力系统控制策略。该策略的核心是通过优化发动机的燃油经济性来提高整体工作效率。作者首先对系统的各组成部分进行了深入分析，包括动力源、能量转换装置和控制系统。 在建模阶段，研究人员利用AMEsim软件构建了混合动力系统的仿真模型，这是一个专业用于多物理场建模的工具。随后，他们在MATLAB/Simulink环境中创建了动力系统控制策略模型，这是进行动态系统模拟和控制设计的常用平台。通过两个模型的联合仿真，可以全面评估控制策略的性能。 控制策略的关键在于根据系统的状态-of-charge (SOC)值（即电池电量状态）和当前负载功率与发动机功率限制来调整发动机的工作功率。在轻负载和重负载两种工况下，该策略能够有效地维持发动机在最佳燃油效率区间运行，从而确保系统的高效和稳定。 文章指出，目前混合动力系统的设计有串联式和并联式两种主要架构。串联式虽然具有较高的灵活性，但能量转化次数多，效率较低且初期成本高昂；而并联式虽结构紧凑，控制复杂，但初始投资较少，能量转化步骤少，总体效率较高。因此，研究选择并联式结构作为混合动力液压挖掘机的动力系统布局。 最后，文章提到了联合仿真的重要性，这种技术允许不同领域的软件如机械、电子、液压和伺服控制策略等进行协同工作，从而创建更接近实际操作的仿真模型，这对于混合动力挖掘机的开发和优化具有重要意义。 通过这项研究，我们可以了解到混合动力技术在降低挖掘机能耗、提高能源利用率方面的潜力，同时，也揭示了跨学科仿真技术在工程问题解决中的价值。对于未来混合动力工程机械的设计和控制策略优化，这一研究提供了重要的理论基础和技术参考。