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1、基于遺傳算法的混合動力集裝箱裝載機控制策略研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：李健指導(dǎo)教師：舒紅副教授專業(yè)：車輛工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)汽車工程學(xué)院二O一五年五月StudyonControlStrategyofGeneticalgorithmforHybridContainerLoadersAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEnginee
2、ringByLiJianSupervised:AssociateProf.ShuHongSpecialty:VehicleEngineeringCollegeofautomotiveengineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要集裝箱裝載機是航空貨物運輸業(yè)不可或缺的專用工程機械，為了改善傳統(tǒng)裝載機的燃油經(jīng)濟性及排放，將混合動力技術(shù)應(yīng)用到裝載機中。如何制定合理的控制策略，使混合動力集裝箱裝載機在任意載荷、蓄電池SOC（StateO
3、fCharge）和溫度下，發(fā)動機和電機均工作在高效率區(qū)域，蓄電池SOC保持在合理的范圍內(nèi)。具有重要的理論意義和應(yīng)用價值，本文的主要研究內(nèi)容如下：①建立了混合動力裝載機液壓系統(tǒng)模型、發(fā)動機數(shù)值模型、電動機/發(fā)電機效率模型、蓄電池充放電模型和蓄電池溫升模型，以及燃油經(jīng)濟性仿真模型。②提出了混合動力集裝箱裝載機的遺傳算法優(yōu)化控制策略。該策略以充電轉(zhuǎn)矩界限、放電轉(zhuǎn)矩界限、電機充電轉(zhuǎn)矩、電機放電轉(zhuǎn)矩、高、低負荷時發(fā)動機轉(zhuǎn)速、蓄電池高荷電狀態(tài)（SOC）門限值作為優(yōu)化控制參數(shù)。將裝載機循環(huán)工況等效燃油消耗最低和蓄電池
4、SOC維持平衡作為優(yōu)化目標。分別對裝載機在不同載荷（1/5、2/5、3/5、4/5和滿載），不同蓄電池初始溫度（10℃～30℃）和蓄電池初始SOC（0.6～0.8）條件下進行仿真，獲得經(jīng)過遺傳算法優(yōu)化的控制參數(shù)。針對蓄電池SOC低于最佳目標值的情況，提出基于遺傳算法的充電控制策略。該策略以混合動力裝載機循環(huán)工況等效燃油消耗最低，且保證蓄電池SOC上升到其最佳范圍內(nèi)的目標值為目標函數(shù)，仿真表明：工況結(jié)束時蓄電池SOC上升到最佳范圍內(nèi)的目標值，且蓄電池充放電電流在1C以內(nèi)，滿足蓄電池的控制要求。③研究了動態(tài)
5、規(guī)劃全局優(yōu)化的裝載機控制策略，仿真結(jié)果表明：在滿載和不同蓄電池初始SOC下，基于遺傳算法的控制策略與動態(tài)規(guī)劃全局優(yōu)化的仿真結(jié)果很接近。④根據(jù)遺傳算法在不同載荷、蓄電池初始SOC和溫度下所獲得的裝載機最優(yōu)控制參數(shù)，利用響應(yīng)面方法建立了控制參數(shù)的多維響應(yīng)面模型。仿真表明：在任意載荷、蓄電池溫度和初始SOC下，混合動力裝載機燃油經(jīng)濟性節(jié)油顯著，蓄電池保持荷電平衡，蓄電池溫升保持在合理范圍之內(nèi)。為了驗證基于響應(yīng)面模型的混合動力裝載機控制策略的有效性，與基于遺傳算法的控制策略、動態(tài)規(guī)劃全局優(yōu)化控制策略和傳統(tǒng)裝載機
6、油耗進行了對比。關(guān)鍵詞：混合動力系統(tǒng)，集裝箱裝載機，遺傳算法，響應(yīng)面，動態(tài)規(guī)劃I英文摘要ABSTRACTThehybridcontainerloaderisusedintheaircargotransportfield.Thecontrolstrategyaffectsfueleconomyandemissions.Thereasonablecontrolstrategymakesengineandmotorworkinhighefficientareaandstoragebatterykeepsbal
7、anceofthehybridcontainerloaderunderarbitraryload,batterySOCandtemperature.Thishasaimportantacademicsignificanceandapplicationvalue.Themaincontentsarefollows:①Thehydraulicsystemmodel,theenginenumericalmodelengine,themotor/generatormodel,thestoragebatteryc
8、hargeanddischargeefficiencymodel，thebatterytemperaturerisemodel,andthefueleconomysimulationofhybridloadermodelareestablished.②Thegeneticalgorithmoptimalcontrolstrategyofthehybridcontainerloaderisproposed.Thecontrolparamete
