电驱动拖拉机功率平衡控制策略研究

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混合动力拖拉机以其能量利用效高、经济性好的优点逐渐成为新型拖拉机的研究热点。2008年约翰迪尔首次展示了7030E系列电驱动拖拉机,由此电驱动拖拉机逐渐进入人们的视野。与传统拖拉机相比,电驱动拖拉机更易维护;可以避免能量损耗;无级变速,能更好的处理突增的负载,使拖拉机在田间作业更加平顺。目前,国内还并没有关于电驱动拖拉机的研究,而电驱动的控制系统的研究还处于起步阶段。本文针对电驱动拖拉机的控制系统核心部分——功率平衡控制,提出了系统的策略,并建立了仿真模型对策略进行了验证。本文首先分别介绍了混合动力拖拉机和电驱动系统的发展与研究现状,提出电驱动拖拉机凭借其特有的优势,将成为新型拖拉机研究的新亮点。本文以一辆总功率为21kW的高地隙电驱动拖拉机为研究平台,在充分分析了拖拉机工作特点的基础上为其选配了柴油发动机、同步励磁发电机。在选型的同时,本文分析了发动机、发电机的运行特性,这些特性是后文策略制定的重要依据;随后文章建立了发动机、发电机的Simulink仿真模型,为验证控制策略做准备。文章在研究功率平衡控制之前,简要的介绍了整机控制框架及各模块的主要功能,功率平衡控制包括在整机控制中,是整机控制的一个重要模块。随后文章详细介绍了功率平衡控制的构架,并对功率平衡策略进行了研究,提出分别调节发动机转速和发电机励磁电流以实现功率平衡。策略为:通过对发动机目标转速的控制实现发动机运行状态的控制;通过对发电机的励磁电流的控制实现直流母线电压稳定。通过仿真试验,验证了控制策略的有效性。本文对电驱动拖拉机功率平衡控制进行了研究,提出了可行的控制策略,为电驱动拖拉机控制策略的完善以及电驱动拖拉机的进一步研究打下了基础。
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