科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
单轨吊作为井下辅助运输的重要设备形式之一，运行速度普遍较低(满载＜2m/s)，且传统单一动力驱动难以满足单轨吊动力与环保需求。为提高单轨吊驱动性能并实现绿色矿山目标，在传统单轨吊结构基础上提出了一种新型分布式混合动力驱动系统，基于确定性规则建立其控制策略并进行建模和仿真试验。首先，结合单轨吊结构的多段性，在不同驱动端设置不同动力源，采用分布式架构作为高速单轨吊混合动力架构形式，并制定该架构下不同的工作模式，确定不同模式下的能量流向；其次，为了提高单轨吊动力性能以及改善防爆柴油机工作区间，根据常规工况制定工作模式切换逻辑策略与转矩分配策略，在此基础上设计了基于逻辑门限值的确定性规则控制策略并利用MATLAB搭建整体切换逻辑仿真策略；然后，根据高速单轨吊的实际行驶情况，建立了小坡度重载、小坡度轻载、大坡度轻载3种整机循环工况；最后，将控制策略导入AMESim仿真软件，对所搭建的高速单轨吊整机物理模型进行联合仿真。仿真结果表明，基于确定性规则的控制策略能够使单轨吊的防爆柴油机和防爆电动机工作点均处于高效区间，并使整机具有较好的速度跟随性；在小坡度重载工况下，电池组SOC值消耗量仅为17.6%，满载最大运行速度达到了3.01m/s，CO、HC、NOx尾气排放量相比传统单轨吊排放量分别降低67.3%、36.4%、49.4%和13.1%；在大坡度轻载工况下，电池组SOC值消耗量仅为13.1%，满载最大运行速度达到了2.29m/s，CO、HC、NOx尾气排放量相比传统单轨吊排放量分别降低了70.2%、58.1%、41.7%。研究结果对于提高单轨吊运输效率、降低尾气排放具有重要意义和实用价值。
-
单位机电工程学院; 中国矿业大学（北京）; 中国矿业大学
