中山桥检车出租, 桥检车出租, 中山桥检车租赁   桥检车动力功率分配的模糊控制策略设计方法?
来源: admin   发布时间: 2023-05-13   222 次浏览   大小:  16px  14px  12px
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    中山桥检车出租, 桥检车出租, 中山桥检车租赁    桥检车动力功率分配的模糊控制策略设计方法?    将模糊控制应用于原动力与辅助动力之间的功率分配,是为了使整个系统在满足负载功率需求的前提下以合理的方式分配输出功率,达到发动机能量消耗最少的目的。由此可见,为了实现这一目的,需要完成以下几个子目标:○1满足系统功率(能量)需求;○2回收的能量尽可能完全利用;○3主、辅动力源分配系数可调;○4发动机能量消耗最少。 由于飞轮的自放能特性,飞轮的能量会随着时间的延续而逐渐减少。因此,对于飞轮中存储的能量,从理想角度考虑,应该每个周期内将其完全利用,这样才能最大程度的减少发动机的能量消耗。 综上,影响主辅动力源之间分配比例的因素有: ○1负载大小。该值具体表现为动臂液压缸无杆腔内的压力。 ○2飞轮中的能量多少。该值可以通过飞轮转动惯量及转速计算得到。 因此,本文选择动臂液压缸的负载压力(无杆腔压力)和飞轮中的能量作为模糊控制器的输入量,以辅助动力源的流量分配系数(简称流量分配系数,下文如不做特殊说明,流量分配系数均指辅助动力源的流量分配系数)作为模糊控制器的输出变量。给出了在MATLAB中建立的模糊控制器模型可以看出,模糊控制中主要有输入、输出和模糊控制器组成,分别对应输入隶属度函数、输出隶属度函数和模糊推理规则。下面就针对这几部分进行详细阐述。 

 

 

  (1) 输入与输出隶属度函数设计: 输入变量的选取以及相应隶属度函数的确定,能够影响模糊控制器的性能。本文根据挖掘机能量回收系统的特点,选取了负载压力和飞轮能量作为输入变量,分配系数作为输出变量,具体取值如表5-1所示。负载压力的取值范围是根据挖掘机的实际工作压力范围确定的。飞轮现有能量的最大值是根据能量回收结束后飞轮的能量确定的,其最小值则是零。根据前面仿真,分配系数取值范围是[0, 0.75],0表示飞轮不参与工作,0.75表示输出流量为总需求的75%。 分配系数 [0, 0.75] - 输出变量 将输入变量负载压力分为五个模糊集:很小(LL),小(L),中(M),大(H),很大(HH)。对于负载压力,小(L)和大(H)的隶属度函数使用trimf函数,其余隶属度函数选用Trapmf函数。对于输入变量飞轮现有能量,设置三个模糊集:很少(LL),少(L),中(M),多(H),很多(HH)。所有隶属度函数均选用Trapmf函数。在MATLAB的Fuzzy工具箱中建立了三个变量的隶属度函数。将输出变量分配系数分为五个模糊集:很小(SS),小(S),中等(M),大(B),很大(BB)。中间三个模糊集的隶属度函数选用Trapmf函数,两端的两个模糊集的隶属度函数选用Gaussmf。 

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  (2) 模糊规则库的设计 :模糊规则库是实现模糊推理的基础。根据前述分析,制定了如下的模糊规则库。 当负载压力较小时,使用较大的流量分配系数,力求在动臂提升阶段实现回收能量的完全利用,避免浪费。 当负载压力较大时,使用较小的流量分配系数,避免飞轮能量过早的耗尽,以在动臂提升阶段实现飞轮的辅助作用,避免发动机工作在低效率区域。 当飞轮现有能量较少时,使用较小的流量分配系数,以避免飞轮能量过早耗尽; 当飞轮现有能量较多时,使用较大的流量分配系数,以尽量实现飞轮能量的完全利用,避免浪费。 

  (3) 解模糊化方法:经过前述步骤,已经得到了流量分配系数的模糊量值。还需要进一步将模糊量值进行解模糊化,得到可以使用的具体数字量值。解模糊化的常见方法有平均最大隶属度法、系数加权平均法、隶属度限幅元素平均法等。本文使用系数加权平均法来完成解模糊化。该方法的数学表达式为: ¹!∑ ¸|ë( ¸)ë¸ì0∑|ë( ¸)ë¸ì0 式中,xi为第i条规则在总输出中所占的比例,μN(xi)为第i条规则输出的结果;u为系统的输出变量。 

  (4) 输出隶属度函数设计:综上所述,设计的主辅动力源的流量分配策略的示意图。 

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