混合动力液压挖掘机控制策略设计与参数优化研究的开题报告.docx

混合动力液压挖掘机控制策略设计与参数优化研究的开题报告

一、研究背景和意义

随着环保理念的不断普及，传统燃油挖掘机越来越受到环保监管的限制。混合动力液压挖掘机是近年来涌现出来的一种新型设备，将内燃机和电机混合运行，使其具有低碳、高效、节能等优点。混合动力液压挖掘机是未来的发展趋势，也是国家推动环保生态建设的重要手段。

然而，混合动力液压挖掘机在运行过程中涉及到的控制算法、优化方法、系统参数等问题仍需进一步研究。因此，对混合动力液压挖掘机的控制策略设计及参数优化进行研究，对深入了解其动力学特性、优化其能效、降低其对环境的污染具有重要意义。

二、研究内容和技术路线

本研究旨在设计一套适用于混合动力液压挖掘机的控制策略，并通过参数优化方法尝试使其能效得到进一步提升。研究内容包括以下几个方面：

1.分析混合动力液压挖掘机的动力学特性，建立相应的数学模型；

2.设计混合动力液压挖掘机的控制策略，包括动力分配策略、能量回收策略等，提高其能效；

3.应用参数优化算法对液压挖掘机的控制参数进行优化；

4.通过仿真实验验证设计的控制策略和优化参数对混合动力液压挖掘机的能效提升效果。

该研究的技术路线如下：

1.确定混合动力液压挖掘机控制需求及研究目标；

2.研究混合动力液压挖掘机的动力学特性，建立相应的数学模型；

3.根据建立的模型，设计混合动力液压挖掘机的控制策略；

4.应用参数优化算法对控制策略中的参数进行优化；

5.通过仿真实验验证所设计的控制策略和参数优化效果；

6.总结研究成果，撰写论文和论文答辩。

三、预期成果和意义

本研究的预期成果包括：

1.设计一套适用于混合动力液压挖掘机的控制策略，包括动力分配策略、能量回收策略等，提升其能效；

2.应用参数优化算法对混合动力液压挖掘机的控制参数进行优化，达到最佳运行状态；

3.通过仿真实验验证所设计的控制策略和参数优化效果，评估其性能表现；

4.为混合动力液压挖掘机的设计、研发和应用提供重要的参考和支持，促进环保生态建设的发展。

四、研究难点和解决方案

1.最优控制策略的设计：涉及多个参数，如内燃机和电机的功率匹配、能量回收、系统响应速度等，难度较大。

解决方案：建立混合动力液压挖掘机的动力学数学模型，通过对参数的分析和优化，得到最优的控制策略。

2.参数优化方法的选择：需要选取适合于液压挖掘机控制参数优化的数学优化方法。

解决方案：选择适合混合动力液压挖掘机控制参数优化的数学优化方法，如遗传算法、粒子群算法等。

3.仿真实验的验证：需要建立液压挖掘机的仿真模型，验证所设计的控制策略和优化参数对能效的提升效果。

解决方案：应用MATLAB和Simulink等工具建立液压挖掘机的仿真模型，进行仿真实验验证。

五、参考文献

1.李雷,黄彬.混合动力液压挖掘机优化控制方法研究[J].机械工程学报,2017,53(12):177-184.

2.吴田龙,梅建华,王岳昆,等.液压挖掘机动力学建模及控制策略研究[J].液压与气动,2018,38(9):25-30.

3.李景彪,许勇,闫公应.混合动力液压挖掘机动力分配控制研究[J].机械制造与自动化,2019,48(8):191-193.