混凝土泵车节能用油门模糊PID控制器的研究-武四辈.pdfVIP

Information and Intelligentization 工程机械 第40 卷2009 年1月 信信 息息 化化 与与 混凝土泵车节能用油门模糊PID控制器的研究 智智 能能 化化 武四辈，曾发林 （江苏大学） !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 摘 要：从混凝土泵车节能的角度出发，提出实现混凝土泵车节能的理论和控制策略。根据不同工作要求，将泵! ! ! 车工作过程分为3 个动力模式和1 个怠速模式，分别对应不同的发动机油门位置和转速。为使发动机转速控制在规 ! ! ! ! 定的低油耗区内工作，在油门控制中采用了模糊PID 控制方法。根据泵车外部负荷改变而引起的发动机转速的变化 ! ! 情况，由模糊PID 控制器实时控制直流伺服电机实现对油门位置的精确控制，从而达到节能的目的。通过Mat- ! lab/Simulink 仿真表明，模糊PID 控制效果优于传统的PID 控制，能实现对油门的精确控制。 ! ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 关键词：混凝土泵车；模糊PID 控制；节能；油门控制 近年来，随着国民经济的高速发展，混凝土泵送 施工技术在我国发展很快，并已在高层建筑、桥梁、 [1] 地铁等工程中广泛地应用 。混凝土泵车属于大功 率、高耗油的机械动力设备，泵车节能性的好坏直接 关系到施工成本的高低及环境污染的程度，混凝土 泵车的节能问题已经受到了业内人士的普遍关注。 而目前的混凝土泵车无论在何种实际工况下都处于 某一固定的转速，这样在轻载荷时发动机的功率利 用率很低，造成了极大的能量浪费，另一方面在超载 时发动机转速不稳定，甚至熄火。因此，根据实际的 工作情况来研究泵车的节能控制策略十分有必要。 图1 发动机特性曲线 本文提出将发动机的工作状况与负荷相匹配，通过 发动机将远离A 点工作；假如设在B 点，燃油消耗 合理匹配泵与发动机，提高功率利用率，从而提高整 率将增大，浪费能源。而且，如果外负荷居高不下，又 机的效率和发动机的可靠性。合理地利用发动机功 不增大油门开度，发动机将有熄火的可能。而如果此 率，还可有效提高燃油效率，降低混凝土泵车在使用 时适当调节油门开度，使发动机工作于速度特性 1 过程中的燃油成本，提高产品的竞争力。 的最低油耗区，设在L 的E 点，则不仅可满足外界 实践证明油门位置的精确控制是实现节能的关 负荷的需要，还可以使发动机回到最低油耗区工作， 键技术之一，为此，本文提出采用模糊PID 控制方 从而节约能源。同理，如果此时外负荷减小，发动机 法对发动机油门位置进行精确控制，并具体介绍其 转速将增大，也将使发动机离开A 点工作，设工作 控制原理和仿真效果。 于C 点，若此时不降低油门，能量就会白白浪费掉 一部分。而如果适