順德路燈車租賃， 南海路燈車租賃，三水路燈車租賃     行走系統節能控制系統仿真結果分析與功率匹配驗證？       1  節能控制系統仿真結果分析： 路燈車行走系統是雙系統，左右系統部件和控制方式相同，所以仿真時只對單邊系統進行仿真。基于滿足轉速穩定的需求，考慮路燈車進行行走作業時，應先選定功率模式，本文選取路燈車行走空載直行小功率工況，即選定目標轉速 ne=1400r/min 狀態下進行仿真，且根據第四章對發動機萬有特性曲線的研究，發動機工作在最佳經濟點附近時選擇油門開度α=0.6；直行速度 Vc= 0.15m/s；因只考慮直行狀態，故轉向角速度 w=0。為比較普通 PID 控制與參數自適應模糊 PID 控制在輸入信號為階躍信號下的輸出響應，分別在仿真過程中的第 10s 給定加載干擾 pf=6 MPa 和第 20s 給定減載干擾 pf=6 MPa，其中普通 PID 曲線中的 KP、KI和 KD參數經過分析調試確定為 40，10，0.025，仿真時間設置為 30s。 

 

 

         從在油門開度 60%的情況下普通 PID 仿真曲線和在油門開度 60%的情況下參數自適應模糊 PID 控制的仿真曲線可以看出在第 10s 加入加載干擾時，發動機轉速在 0.2s 的時間內掉至 1289 r/min，之后經過 4.5s 的時間回歸穩定的 1400r/min，在第 20s 加入減載干擾時，發動機轉速也是在 0.2s 增加至 1440r/min，之后經過 3.8s 回歸穩定轉速； 同樣在第 10s 加入加載干擾時，發動機轉速在 0.5s 的時間掉至 1322r/min，經過 3.8s 的時間回歸 1400r/min，在第 20s 加入減載干擾時，發動機轉速在 0.3s 左右增至 1425r/min，之后經過 3.1s 回歸穩定轉速。對比總結兩圖控制曲線可以得出，采用參數自適應模糊 PID 控制器和采用普通 PID 控制器的系統都可以將發動機轉速在負載突變的條件下，將其工作轉速調節至設定值目標值，讓發動機工作在最佳經濟點附近，結合變量泵的極限負荷控制，實現發動機與變量泵的功率匹配，但是應用模糊控制的系統比普通 PID 控制的系統超調量有所減小，并且調整時間平均縮短 0.7s，證明運用模糊控制算法融合路燈車自身 PID 控制系統可以有效的改善控制系統的動態性能。 由模糊 PID 自適應整定得到的 KP、KI、KD的整定過程取仿真第 10s 加載干擾部分，由三個參數的整定過程曲線可知，各參數的整定過程按照設定的模糊規則完成。加入負載干擾時，此時轉速與設定目標轉速偏差較大，則 KP值取大，KI、KD取值很小接近 0；隨著系統的調節控制轉速偏差減小后，KP值減小，KI、KD取值增大。模糊控制器對 PID 參數的整定過程體現了對路燈車非線性、大滯后的行走系統動態響應具有調控快速、穩定、準確等優點。 發動機在參數自適應模糊PID控制系統和普通 PID控制系統下的比油耗對比圖： 在 10s 加載和 20s 減載后，采用模糊 PID 控制的系統比采用普通 PID 控制系統的比油耗調節頻率低且振幅小，雖然調節效果在負載干擾輸入為階躍信號的情況下相對較小，但是在路燈車長時間行走工況下，履帶所受負載干擾可能會出現多次，節能效果會較為明顯。 

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         2  行走系統功率匹配驗證 ： 從Simulink搭建的行走系統參數自適應模糊PID節能控制系統仿真模型中提取的電磁比例減壓閥控制電流 u、馬達輸入轉矩 Tm和發動機實際轉速 ne經過數據線性化處理輸入利用AMESim搭建的行走系統的模型中。仿真參數設置為：電流u初始值為320 mA，馬達輸入轉矩 Tm初始值為653.2N·m，發動機轉速 ne初始值為 1400r/min，和控制模型仿真相同，只對單邊系統進行仿真，分別在 10s 和 20s 進行加載和減載 6MPa，即馬達輸入轉矩信號增加（減少）112 N·m；相應的發動機轉速輸入信號在 10s 迅速減少至1319r/min，經過 3.8s 后線性上升至 1400r/min，20s 迅速增加至 1430r/min，經過 3.8s 線性降低至穩速 1400r/min；電流信號也如轉速信號變化規律在 255mA 至 388mA 變化。

  

          變量泵系統壓力 p1 從 42.62 MPa 在 10s 時升至 47.26MPa，瞬時負載增加 5.64MPa，這與控制模型仿真中加載干擾 pf=6MPa 接近，經過 3.8s 后系統壓力回復至 42.62MPa，20s 處壓力降低至 37.56MPa，瞬時負載降低 4.94MPa，與控制模型仿真中的減載干擾相差 1.06MPa，出現此類原因主要是變量泵 AMEsim 仿真模型中設置了泵的容積效率隨壓力增大而增加，所以系統壓力越大越接近控制模型的理想壓力負載值；泵排量 q 的變化規律是與系統壓力相反，穩定排量為 69.44mL/r，在第 10s 和第 20s 時分別為 56.84mL/r、95.48mL/r。總體而言，AMSim 建立的變量泵模型與利用Simulink 建立的變量調節傳遞函數各動態參數較為接近，兩個模型可以近似等效。 從發動機輸出功率 Pe和液壓泵吸收功率 Pp的變化曲線可以看出： 與系統壓力和排量的變化相同，發動機輸出功率 Pe和變量泵吸收功率 Pp穩定功率分別為 84.15kW 和 75.95kW；10s 時功率分別為 69.68 kW和 64.39kW；20s 時功率分別為 113.48kW 和 98.21kW。功率變化規律符合控制規則，變量與發動機在油門開度α為 60%時匹配效率為（75.95/84.15 ） 100%到90.26%，匹配效率良好。 

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