考虑多层作业工况预测的燃料电池拖拉机分层节能协同优化策略

1

作者 徐宏扬 赵静慧 +2 位作者 李梦林 尹龙 闫梅 《拖拉机与农用运输车》 2024年第6期43-49,64,共8页

燃料电池因其无污染、高效率的优势,被认为是实现绿色农机的发展方向。目前,制约燃料电池拖拉机发展的主要挑战是构建动力系统能量分配与不稳定作业工况间的紧密联系。因此,本文设计了一种燃料电池拖拉机分层节能优化策略,通过预测多层... 燃料电池因其无污染、高效率的优势,被认为是实现绿色农机的发展方向。目前,制约燃料电池拖拉机发展的主要挑战是构建动力系统能量分配与不稳定作业工况间的紧密联系。因此,本文设计了一种燃料电池拖拉机分层节能优化策略,通过预测多层未来作业工况,降低拖拉机能量消耗和动力系统寿命损耗带来的成本。具体地,基于真实拖拉机作业工况,求解最优动力分配序列,建立基于深度学习的车辆状态和SOC参考轨迹映射模型,为下层的功率分配策略提供参考。结果表明,与没有工况预测的策略相比,所提出的策略节约了约56.8%的总等效氢气消耗、约8.8%的总成本。 展开更多

关键词 燃料电池动力系统 混合动力拖拉机 能量管理策略 拖拉机犁耕工况 深度学习模型 工况预测

下载PDF 职称材料

基于自适应阈值优化的插电并联式混合动力拖拉机节能控制研究

2

作者 闫祥海 闫宇翔 +2 位作者 张俊江 王伟 徐立友 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第9期147-152,共6页

为最大限度发挥电能在作业过程中的优势,以插电并联式混合动力拖拉机为研究对象,采用滚动优化的思想,提出基于时间窗口的自适应阈值优化混合动力拖拉机节能控制策略。搭建插电并联式混动拖拉机驱动系统模型,制订拖拉机多种能源模式切换... 为最大限度发挥电能在作业过程中的优势,以插电并联式混合动力拖拉机为研究对象,采用滚动优化的思想,提出基于时间窗口的自适应阈值优化混合动力拖拉机节能控制策略。搭建插电并联式混动拖拉机驱动系统模型,制订拖拉机多种能源模式切换策略,对关键阈值参数进行自适应优化研究。基于拖拉机犁耕工况,利用Matlab/Simulink仿真平台,对文中策略与功率跟随策略进行仿真对比。结果表明:在循环犁耕工况下,基于时间窗口的自适应阈值优化混合动力拖拉机节能控制策略等效燃油消耗下降8.78%,为插电并联式混合动力拖拉机的节能控制提供新的控制方法。 展开更多

关键词 混合动力拖拉机 节能控制 自适应阈值 控制策略 功率跟随

下载PDF 职称材料

基于MA-ECMS的串联式混合动力拖拉机能量管理策略研究

3

作者 杨萌 王琳 +1 位作者 邓晓亭 鲁杨 《拖拉机与农用运输车》 2024年第5期69-78,共10页

能量管理策略的研究则是提高混合动力拖拉机燃油经济性的核心技术问题。本文以后轮轮边驱动的串联式混合动力拖拉机为研究对象,对其混合动力系统构型进行了分析,动力系统主要部件的参数进行了确定,并对不同工作模式的能量流动情况进行... 能量管理策略的研究则是提高混合动力拖拉机燃油经济性的核心技术问题。本文以后轮轮边驱动的串联式混合动力拖拉机为研究对象,对其混合动力系统构型进行了分析,动力系统主要部件的参数进行了确定,并对不同工作模式的能量流动情况进行了分析;设计了一种基于MA-ECMS的能量管理策略,经过仿真验证,混合动力系统模型具有较好的工况跟随效果;分别设置初始SOC值为0.2、0.6、0.8进行仿真验证,分析不同电池状态下的能量管理效果。结果表明,在不同初始SOC值条件下,能量管理策略均能实现串联式混合动力拖拉机工作模式的准确切换以及动力源功率的合理分配,具有较好的能量管理效果。以初始SOC值为0.6的情况为例,对比了猴群算法优化前后的能量管理策略SOC值变化和燃油消耗情况。优化前ΔSOC为0.0072,百公里燃油消耗量为6.43 L;优化后ΔSOC为0.0009,百公里燃油消耗量为6.11 L。结果表明,优化前后的能量管理策略都能实现SOC的动态平衡,而优化后的SOC动态平衡效果更佳;且经优化后,系统的油耗降低了0.32 L/100 km,节油率为5%,具有更好的燃油经济性。 展开更多

关键词 混合动力拖拉机 能量管理 等效燃油消耗最小 猴群算法

下载PDF 职称材料

基于短时工况预测的混动拖拉机能量管理策略研究

4

作者 南祥 洪达 +2 位作者 缪浩楠 唐小康 解玄 《内燃机与配件》 2024年第21期1-4,共4页

针对油电混动拖拉机利用DP算法无法实现实时寻优的问题,为了实时将DP算法与拖拉机能量管理策略联系起来,利用模型预测的控制策略,设计一种基于车速预测并通过加载一段预测视界t_(p)的确定性时间-速度序列,并利用DP算法求解全局优化的优... 针对油电混动拖拉机利用DP算法无法实现实时寻优的问题,为了实时将DP算法与拖拉机能量管理策略联系起来,利用模型预测的控制策略,设计一种基于车速预测并通过加载一段预测视界t_(p)的确定性时间-速度序列,并利用DP算法求解全局优化的优点求解预测视界的最佳控制方式。本文利用MATLAB/Simulink搭建油电混动拖拉机的DP算法仿真模型,根据预测速度计算出预测视界长度内的需求功率序列,利用动态规划算法求解了预测视界长度内的需求功率序列,进而去控制最佳的发动机燃油消耗。仿真结果表明:相比基于规则的EMS,提升了5.18%的油耗,进一步验证了该工况预测方法的有效性和自适应性,效果略差于全局最优的动态规划算法,但是解决了动态规划算法无法在线优化的问题。 展开更多

关键词 油电混动拖拉机 DP算法 神经网络 车速预测 能量管理

下载PDF 职称材料

面向耦合分流动力构型的拖拉机犁耕工况控制策略 被引量：6

5

作者 窦海石 张幽彤 +1 位作者 艾强 赵心琦 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第23期41-49,共9页

当前中国农田集群和能源短缺现状极大地促进了混合动力拖拉机的推广与使用,然而混动拖拉机动态变载荷工况加大了整机功率的耦合与分流难度。为此,该研究以发动机和双电机为动力源,利用图论原理设计出满足全功率范围作业需求的两种动力... 当前中国农田集群和能源短缺现状极大地促进了混合动力拖拉机的推广与使用,然而混动拖拉机动态变载荷工况加大了整机功率的耦合与分流难度。为此,该研究以发动机和双电机为动力源,利用图论原理设计出满足全功率范围作业需求的两种动力系统耦合分流构型。此外,为实现整机的高能效目的,提出了基于马尔科夫决策的能量管理策略:首先根据拖拉机的载荷谱对整机作业环境进行辨识,采集犁耕作业环境下的拖拉机工作参数将需求功率抽象为马尔科夫决策中的状态转移过程;然后将整机能耗作为最优控制的成本函数,通过价值迭代函数求解最优控制律下电机2的工作区间。最后,采用硬件在环试验对提出的能量管理策略进行了有效性和可行性验证。试验结果表明,相比于传统基于规则的能量管理,提出的能量管理试验策略降低了7.2%的油耗。所设计的耦合分流构型拓展了拖拉机动力系统能量流的路径,直接耦合分流构型拟替代传统动力换挡的技术难点。能量管理策略在能效特性方面有一定优势,所提出的耦合分流动力构型为突破大马力拖拉机动力换挡的卡脖子技术提供了参考。 展开更多

关键词 拖拉机 试验 能量管理策略 控制策略 耦合分流构型 马尔科夫决策

下载PDF 职称材料

双流耦合构型混合动力拖拉机旋耕工况控制策略研究 被引量：2

6

作者 窦海石 魏洪乾 +1 位作者 艾强 张幽彤 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期393-400,414,共9页

大功率拖拉机作业时载荷冲击会造成发动机的输出转矩大范围波动,为减小载荷冲击对拖拉机动力单元的影响,提出以发动机和双电机为动力源的拖拉机双流耦合动力系统构型,以减小载荷冲击引起的动力传动系统换挡频次。基于Haar小波分解提出... 大功率拖拉机作业时载荷冲击会造成发动机的输出转矩大范围波动,为减小载荷冲击对拖拉机动力单元的影响,提出以发动机和双电机为动力源的拖拉机双流耦合动力系统构型,以减小载荷冲击引起的动力传动系统换挡频次。基于Haar小波分解提出了基于功率预测的转矩分配策略,首先记录拖拉机的作业参数,基于径向基神经网络对拖拉机旋耕作业时的功率需求进行预测,由Haar小波变换确定高频和低频转矩需求值的范围,并分别由电机和发动机提供。最后,通过硬件在环试验对提出的动态转矩分配进行了可行性验证,测试结果表明:提出的基于神经网络功率需求预测模型对行驶端和动力输出端(Power take-off,PTO)的功率进行预测,实际值和预测值均方根误差分别占最大功率的7.6%和7.9%;提出的转矩分配策略能够应对拖拉机旋耕时的载荷波动。发动机转矩波动与传统构型相比减小35.0%,有效地缩小了发动机转矩波动范围,缓解了拖拉机作业时载荷冲击对发动机的影响。 展开更多

关键词 混合动力拖拉机 双流耦合构型 功率预测 转矩分配 HAAR小波变换

下载PDF 职称材料

串联式混合动力拖拉机驱动系统设计匹配与牵引试验 被引量：13

7

作者 鲁植雄 侯辛奋 邓晓亭 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期928-935,共8页

[目的]为了提高串联式混合动力电动拖拉机的动力性,设计了一种后轮轮毂电机独立的驱动系统。[方法]通过理论分析探讨了各驱动部件的参数设计与匹配方法,提出以犁耕工况下的牵引力、牵引效率及运输工况下的爬坡度、最大载质量作为该驱动... [目的]为了提高串联式混合动力电动拖拉机的动力性,设计了一种后轮轮毂电机独立的驱动系统。[方法]通过理论分析探讨了各驱动部件的参数设计与匹配方法,提出以犁耕工况下的牵引力、牵引效率及运输工况下的爬坡度、最大载质量作为该驱动系统的动力性能评价指标,并搭建试验台进行测试。[结果]分析可知:该串联式混合动力驱动系统在纯电动驱动模式下可提供的最大牵引力为8 775.1 N,牵引效率为0.82~0.86,最大爬坡度可达40.2%,在坡度为0、4%、8%、12%的路面行驶可承受的最大载质量分别为9 088.2、5 408.8、3 569.1、2 465.3 kg;在混合动力驱动模式下可提供的最大牵引力可达8 115.2 N,牵引效率为0.60~0.85,最大爬坡度可达37.3%,在坡度为0、4%、8%、12%的路面行驶可承受的最大载质量分别为8 516.0、5 027.4、3 283.1、2 236.4 kg。[结论]该驱动系统在两种驱动模式下均可满足较大耕深的犁耕作业要求,适应较大坡度的大载质量运输要求。 展开更多

关键词 串联式混合动力拖拉机 驱动系统 动力性能 设计方法

下载PDF 职称材料

串联式混合动力拖拉机分动箱的设计与试验 被引量：2

8

作者 周润东 鲁植雄 +1 位作者 邓晓亭 侯辛奋 《湖南农业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期107-112,共6页

设计的串联式混合动力分动箱由输入轴、中间轴、输出轴以及轴上齿轮和一对滑移齿轮组成。为减小分动箱体积,同时满足配套旋耕机较大耕深需求,在满足结构、强度、刚度等约束条件下,以分动箱总中心距和齿轮总体积最小为目标函数,建立了分... 设计的串联式混合动力分动箱由输入轴、中间轴、输出轴以及轴上齿轮和一对滑移齿轮组成。为减小分动箱体积,同时满足配套旋耕机较大耕深需求,在满足结构、强度、刚度等约束条件下,以分动箱总中心距和齿轮总体积最小为目标函数,建立了分动箱参数优化的数学模型。采用基于改进粒子群算法(PSO)的参数优化策略,优化结果表明,与基本粒子群算法相比,改进后的粒子群算法在收敛速度和收敛精度方面均有明显提高,改进后的齿轮总体积减小了2.9%,优化精度提高了1.5%。分动箱运动学仿真及试验结果表明,优化后的分动箱动力输出轴(PTO)动力性能符合要求,能够满足配套旋耕机的工作要求。 展开更多

关键词 混合动力拖拉机 分动箱体积 数学模型 改进粒子群算法 动力性能

下载PDF 职称材料

基于GIS/GPS的混合动力牵引车控制策略研究 被引量：2

9

作者 熊演峰 余强 +1 位作者 闫晟煜 王恒凯 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2018年第11期6-10,共5页

为了降低基于GIS/GPS的混合动力牵引车应用动态规划算法的计算量,提出采用牛顿迭代法将前方运动轨迹按坡度变化聚合归类,通过可变步长缩短运算时间,提高动态规划算法的时效性。结果表明:在同一路段、运行时间相当的前提下,该算法使具备... 为了降低基于GIS/GPS的混合动力牵引车应用动态规划算法的计算量,提出采用牛顿迭代法将前方运动轨迹按坡度变化聚合归类,通过可变步长缩短运算时间,提高动态规划算法的时效性。结果表明:在同一路段、运行时间相当的前提下,该算法使具备可预见行驶功能的混合动力牵引车油耗降低了4.8%,最大规划用时不超过0.2 s,满足了整车应用需求。 展开更多

关键词 混合动力牵引车 GIS/GPS 动态规划算法 可预见行驶

下载PDF 职称材料

混合动力拖拉机动力电池能量管理系统

10

作者 赵心 薛占坡 +2 位作者 王炜 刘孟楠 郭富强 《拖拉机与农用运输车》 2023年第6期73-76,共4页

基于一款拖拉机的高压动力系统,设计开发一种混合动力拖拉机动力电池系统能量管理策略。主要从整机能量需求、电池能量管理与分配、系统使用验证等方面进行了阐述,通过了最终整机测试。

关键词 混合动力拖拉机 能量管理

下载PDF 职称材料

并联式混合动力拖拉机能量管理控制策略探究 被引量：1

11

作者 王春光 李红 《开封大学学报》 2020年第1期91-96,共6页

在对混合动力拖拉机工况进行分析的基础上,提出了一种基于模糊逻辑的能量分配控制策略.利用Matlab/Simulink建立了整车仿真模型,对提出的控制策略在拖拉机不同的工作模式下进行了仿真.结果表明,所制定的模糊逻辑控制策略能够合理分配发... 在对混合动力拖拉机工况进行分析的基础上,提出了一种基于模糊逻辑的能量分配控制策略.利用Matlab/Simulink建立了整车仿真模型,对提出的控制策略在拖拉机不同的工作模式下进行了仿真.结果表明,所制定的模糊逻辑控制策略能够合理分配发动机和电机的转矩,可使发动机工作在高效区域,增强整车的动力性和燃油经济性,有一定推广价值. 展开更多

关键词 混合动力拖拉机 能量管理 控制策略 模糊逻辑

下载PDF 职称材料

串联混合动力牵引车蓄电池SOC的监测

12

作者 郭新 朱诗顺 朱新杰 《起重运输机械》 北大核心 2006年第9期18-20,共3页

文中提出了基于安时法计算混合动力电动牵引车蓄电池已用电量,在求出当前蓄电池荷电状态的基础上,利用根据能量守恒模型计算出的蓄电池SOC进行荷电状态校正,采用80C196KC加上相应的感应器来实现。实验表明,该方法测出的蓄电池荷电状态... 文中提出了基于安时法计算混合动力电动牵引车蓄电池已用电量,在求出当前蓄电池荷电状态的基础上,利用根据能量守恒模型计算出的蓄电池SOC进行荷电状态校正,采用80C196KC加上相应的感应器来实现。实验表明,该方法测出的蓄电池荷电状态比较准确,有较高的精度。 展开更多

关键词 蓄电池 混合动力牵引车 荷电状态 监测

下载PDF 职称材料

基于驾驶意图识别的混合动力公铁车控制策略建模与仿真

13

作者 孙燕 喻剑 《汽车文摘》 2020年第11期52-56,共5页

针对串联式混合动力公铁牵引车,提出一种基于驾驶意图识别的控制策略,阐述了该策略的动力系统工作模式。在Simulink环境中建立驱动意图控制策略模型与制动意图控制策略模型,并在C-WTVC驾驶循环工况下分别对恒温器控制策略和基于驾驶意... 针对串联式混合动力公铁牵引车,提出一种基于驾驶意图识别的控制策略,阐述了该策略的动力系统工作模式。在Simulink环境中建立驱动意图控制策略模型与制动意图控制策略模型,并在C-WTVC驾驶循环工况下分别对恒温器控制策略和基于驾驶意图识别控制策略进行了仿真研究,结果表明,基于驾驶意图识别控制策略在提升动力电池SOC值、改善动力电池充电效率、提高电动机与发动机工作效率等方面较恒温器控制策略具有更明显效果。 展开更多

关键词 混合动力公铁车 驾驶意图识别 控制策略 建模仿真

下载PDF 职称材料