外文翻譯--混合動力驅(qū)動車輛安裝高空作業(yè)平臺的控制策略【優(yōu)秀】.doc

1中文譯文混合動力驅(qū)動車輛安裝高空作業(yè)平臺的控制策略JanuszKrasuckia,AndrzejRostkowskia,LukaszGozdekb,MichaBartyb,aConstructionEquipmentResearchInstitute,Napoleona2,05-230Kobyka,PolandbWarsawUniversityofTechnology,InstituteofAutomaticControlandRobotics,Boboli8,02-525Warsaw,Poland摘要本文提出的發(fā)展過程即假設(shè)，建造，模擬和分析混合動力驅(qū)動車輛安裝高空作業(yè)平臺的控制策略。特別注意的是支付控制系統(tǒng)策略的發(fā)展，確保適當?shù)哪茉丛偕ㄟ^電化學形式儲存能量?？刂撇呗允菄@上下分層控制系統(tǒng)的概念建立起來的。高空作業(yè)平臺的高程控制被假定為控制系統(tǒng)的主要目標?？刂葡到y(tǒng)的第二個目標是制定明確的跟蹤和保持在預(yù)定義的范圍內(nèi)的可再充電的電化學蓄電池的充電水平。在Matlab-Simulink環(huán)境下開發(fā)控制系統(tǒng)的仿真模型?？刂葡到y(tǒng)仿真的示范性成果被一個液壓動力結(jié)構(gòu)驅(qū)動安裝在特殊車輛MONTRAKS上的高空作業(yè)平臺例子所顯示。關(guān)鍵字：控制策略，混合動力驅(qū)動，能量恢復(fù)，環(huán)境的保護，模糊邏輯從這篇文章中的圖和表：如圖1所示.MONTRAKS3PS的專用車1.介紹減少車輛的廢氣排放一直是多年的研究目標，部分是迫于日益嚴格的環(huán)保立法。在1997年12月的第三屆締約方會議通過的“京都議定書”，旨在減少相比于1990年的溫室氣體排放量（GHG）平均水平的5。2005年2月16日由俄羅斯批準后生效。作為一個用于減少溫室氣體排放，提高燃油經(jīng)濟性和能源效率的裝置，混合動力系統(tǒng)正在受到關(guān)注。2混合驅(qū)動汽車市場動態(tài)的增長已經(jīng)多年。現(xiàn)代，有11個大型汽車制造商用于交付或深入發(fā)展混合動力驅(qū)動型的車輛。即使這些車商主要是專供乘用車部分，應(yīng)當強調(diào)的是他們進行了顯著的努力，從而實現(xiàn)了混合動力驅(qū)動卡車，送貨車和公交車1,2。WestStart-CALSTART3，一個先進的運輸技術(shù)財團，在美國陸軍國家汽車中心（NAC）的支持下，組織一部分混合動力卡車用戶論壇（HTUF）計劃試點項目，以加快和協(xié)助混合商業(yè)化。根據(jù)制定的CAL-START的預(yù)測，混合驅(qū)動車的市場份額在2010年將達到約9的增長，2020年將達到近18.5的增長。還有重型機器和特殊用途車輛，都是實現(xiàn)混合動力驅(qū)動的解決方案可能出現(xiàn)的對象。但也有一些疑惑，該應(yīng)用程序在經(jīng)濟上是否是可行的。考慮到乘用車，在有關(guān)環(huán)保法規(guī)的制定下，需要重要的角色扮演“規(guī)模的影響”。在重負荷機器的情況下，高空作業(yè)平臺的挑選和攜帶移動式起重機專用車輛的升降設(shè)備，應(yīng)考慮其在混合動力解決方案中的應(yīng)用驅(qū)動與操作制約和應(yīng)用。在許多情況下，該類機械的工作條件強烈限制或甚至消除燃燒的應(yīng)用引擎。特別是封閉的空間領(lǐng)域，如工廠商店，倉庫，本質(zhì)安全區(qū)等。當前實現(xiàn)柴油-電力驅(qū)動，可大大推廣使用該種設(shè)備。另一方面，和其他用于加工的市政服務(wù)工程在人口高度密集的區(qū)域在夜間（街道噴霧器人士，垃圾車，電車的牽引網(wǎng)絡(luò)服務(wù)車輛等）的公共服務(wù)領(lǐng)域相比，是非常獨特的。經(jīng)常由市民報道，有關(guān)于服務(wù)項目問題的解決是關(guān)乎于柴油發(fā)動機產(chǎn)生的噪聲的水平。一個由瓦拉公司4設(shè)計電池供電的起重機路線的例子，就如何滿足不斷增加的法規(guī)控制室內(nèi)起重作業(yè)時的環(huán)境條件，最近對混合解決方案將報盤延期。另一例子是由伊頓公司5,6研究的，用于高空作業(yè)平臺設(shè)備的中型卡車的混合動力系統(tǒng)。伊頓公司從2007年8月開始使中型混合動力系統(tǒng)的各種應(yīng)用商業(yè)化，例如一個：電信和直轄市，城市配送，拒絕，城市公交大巴，挑選和攜帶等。一種混合動力車輛，被定義為一個具有一個以上的源功率。雖然幾種不同類型的混合解決方案雖已在過去被考慮，但目前仍在接受進一步的廣泛研究，如混合動力電動汽車（HEV）1，它使用的電動機/發(fā)電機和電池組（或其他電存儲設(shè)備）和機械混合動力汽車用飛輪來儲存能量?；旌弦簤旱能囕v（HHVs）2，車輛加速時的制動過程中它存儲捕獲的動能，并將其存儲在液壓氣動蓄能器并返回能量傳動系統(tǒng)。各個不同結(jié)構(gòu)的混合驅(qū)動器（串行和并行）開發(fā)7,8。混合電力系統(tǒng)維護傳統(tǒng)的傳動系體系結(jié)構(gòu),當添加一個能夠提高發(fā)動機功率的電氣時。該系統(tǒng)的一個特點是它通常能夠恢復(fù)在制動和儲存時丟失的能量，并存儲在電池中。存儲的能量被用于改善燃油經(jīng)濟性和車輛性，只能為給定速度或用于操作車輛的電力系統(tǒng)。混合動力傳動系的控制比控制的ICE唯一的動力傳動系要復(fù)雜得多。首先，需要在五種可能的模式（只有電動機，僅發(fā)動機，動力輔助，充電和再生）中確定最佳的操作模式。此外，當動力輔助模式或再充電模式被選擇，則發(fā)動機功率和電機功率需要進行選擇，以達到最佳燃油經(jīng)濟性，電池充電的平衡性和可操作性。隨著增加的動力傳動系的復(fù)雜性和需要實現(xiàn)多個的目標，最常用的是采用兩級控制體系結(jié)構(gòu)5。以下分析功率控制系統(tǒng)的優(yōu)化:功率效率因素，燃油消耗和排放量已給出3,9,10。調(diào)查主3要集中在車輛制動階段的動能再生。在本文中，設(shè)計一個動力管理控制系統(tǒng)，被描述成是一個配有液壓高空作業(yè)平臺（AWP）設(shè)備的專用汽車的驅(qū)動系統(tǒng)。AWP對該類型的車輛（被迫停止的占空比）處理應(yīng)認真考慮負載勢能的可回收性11,12?；旌向?qū)動相比其他被提議的解決方案的主要優(yōu)點是它是一個簡單的驅(qū)動架構(gòu)。它不同于已知的解決方案，那些廣泛適用于私家車。經(jīng)典方法（私家車）是需要完全重新設(shè)計動力傳動系統(tǒng)。創(chuàng)新的方法對于特殊用途的車輛，只需要擴展經(jīng)典的ICE驅(qū)動和擴展單元。擴展單元組成的電動機加上液壓泵/馬達。該解決方案允許區(qū)分熱和電的功率流路徑借助于液壓子系統(tǒng)。然而，即使該解決方案不是簡單的從功率流的角度出發(fā)，它任需求先進的控制系統(tǒng)策略。兩層分層控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在本文中被提到。較低的控制水平是被本地經(jīng)典的比例-積分-微分（PID）控制器所應(yīng)用建造的。一個更高的控制水平是周圍形成了一個模糊邏輯控制器(FLC)，目的是對低水平本地控制器動態(tài)設(shè)置控制規(guī)則。2.目標系統(tǒng)的特點：一個專業(yè)的汽車MONTRAKS的（圖1）打算利用市政通信服務(wù)維修和保養(yǎng)電車、有軌電車架空導(dǎo)線的系統(tǒng)，以及組裝和拆卸的軌道部。圖2結(jié)構(gòu)的混合動力驅(qū)動單元理念：X-活塞桿的位移，V-活塞桿速度，p1-活塞式壓力，R1-閥（8）的開關(guān)信號，p2的-供應(yīng)壓力，R2-切換閥（7）的信號-EM轉(zhuǎn)速，U-電池電壓，I-電池電流，n2-ICE轉(zhuǎn)速4通常，這種類型的車輛在設(shè)計的基礎(chǔ)上，為定期卡車的底盤配備了相應(yīng)的工作配件。該設(shè)備是建立在架空工作嵌入式平臺（AWP）（1）驅(qū)動的動臂（2）的端部的兩個液壓缸和液壓回轉(zhuǎn)馬達（3）的集合。除了標準的道路上運行的輪胎，這些車輛的主要特征是可能在軌道上繼續(xù)運行。具有低速液壓馬達驅(qū)動的額外的（4）軌道輪組實現(xiàn)了這一目標。常常，牽引網(wǎng)絡(luò)的維護和修理要耗時整晚，大都消耗在操作上。對于在維修工作的時間期間進行的，該車輛被停放；代替發(fā)動機連續(xù)不斷地運行，并且驅(qū)動液壓泵供應(yīng)油給液壓設(shè)備。在這個執(zhí)行階段周期，工作設(shè)備的功率需求很低-值不超過3，由于柴油發(fā)動機的額定功率2接近它的低效率和重大排放量操作點的區(qū)域。同時，柴油機還產(chǎn)生特別惱人的噪音。上述缺點可以消除，例如通過引入額外的由一個電化學電池組成的電動機（EM）。在這種情況下，ICE將提供機械動力當車輛偏移操作區(qū)域時。停車時車輛的動力向EM以及可選的ICE工作設(shè)備索取，從而保持車輛平衡。討論的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2。用于電機的能源供給的是一組電化學蓄能器（5）。驅(qū)動設(shè)備單元的主要動力源是EM。電動機牽引參數(shù)由脈沖寬度調(diào)制器（6）控制。它可能扭轉(zhuǎn)電動機運行到發(fā)電機模式。EM運行的液壓泵（3）供應(yīng)液壓傳動系統(tǒng)