《考虑传动效率的HMT拖拉机经济性控制策略》

  • 来源专题:农机装备
  • 编译者: 江浩
  • 发布时间:2025-08-19
  • 本研究旨在通过优化发动机和水力机械连续变速传动系统(HMT)的运行点来提高拖拉机在可持续农业中的经济性能。研究中提出了两种经济控制策略:发动机效率优化控制策略(EOCS)和整体效率优化控制策略(IOCS)。前者以最高的发动机效率为目标,后者则以发动机和HMT整体的最高效率为目标。 为评估不同控制策略下拖拉机的性能和经济性,首先建立了发动机和HMT的效率模型,然后协同优化了发动机转速和HMT速比,以实现HMT拖拉机的最高运行效率。改进的鱼群算法被用来确定在这两种控制策略下的最佳发动机转速和HMT速比,从而在各种条件下实现最佳经济匹配。 研究利用Matlab/Simulink平台对HMT拖拉机模型进行了仿真,并收集了实际拖拉机的数据,以更准确地模拟典型工作条件下的拖拉机性能。通过构建一个循环工作模型,将车辆速度和工作阻力作为仿真中的关键参数,研究在真实道路和操作测试数据的基础上提取了常见工作条件的数据片段。
  • 原文来源:http://www.tcsae.org/article/doi/10.11975/j.issn.1002-6819.202411027
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    • 编译者:袁雪
    • 发布时间:2025-04-28
    • 摘要:<;br>;<;span style=“ height:6px;display:block;”>;<;/span>;拖拉机作为农业机械在田间得到了广泛的应用。本研究旨在提高使用液压机械无级变速器(HMCVT)的拖拉机的整体经济性。还开发了一种经济控制策略,以考虑拖拉机的变速器。利用多项式拟合和啮合功率建立了发动机和多级HMCVT效率模型。并给出了优化后的最优经济控制。以发动机燃油消耗率与HMCVT效率的比值为评价指标,建立了一种控制策略,以平衡不同传动比下HMCVT多级传动效率的显著差异。将模拟退火算法(SA)与遗传算法(GA)相结合,利用遗传算法的自然进化特性,逐步提高经济参数优化的质量;同时采用模拟退火算法,避免了随着迭代次数的增加而出现的早熟现象。通过算术交叉和非均匀变异,精确地获得了最经济的发动机转速、扭矩和传动比。新人口G';当GA对初始种群G进行全局优化时,SA算法被用来对种群G';进行局部优化。采用Metropolis准则计算等温条件下的个体接受概率。一次后代种群的适应度函数G';比G,G';更好。被认为是最佳解决方案。执行冷却操作,直到获得全局最优解。通过将最佳速比、发动机转速和负载扭矩存储在控制单元中,实现了机器的最佳整体经济性。根据拖拉机的使用要求,调整发动机工作点和变速器速比。对组合优化进行了验证,比较了模拟退火算法和遗传算法的迭代性能。两种算法经过53次迭代后均陷入局部最优,说明其组合优化精度较高。最后,对优化后的控制策略进行了验证,提高了拖拉机的整体燃油经济性。利用Simulink平台搭建整车模型进行仿真,并与传统控制策略进行对比。在试验台上对HMCVT速比控制策略进行了验证。仿真结果表明,该控制策略使拖拉机犁耕作业时的平均传动效率达到0.93,分别提高了0.06和6.8%。平均燃油消耗率为279 G/(kW·H),降低了8 G/(kW·H)和2.7%。提高了拖拉机的传动效率,节省了燃油消耗。在低速和高载荷下,HMCVT速比相对较低。优化后的拖拉机输出了足够的扭矩。模拟结果与实验结果具有很好的一致性。该控制策略在合理匹配发动机和变速器工作状态的同时,有效提高了拖拉机的整体经济性。研究结果可为HMCVT拖拉机的工程应用和经济性控制策略提供理论依据。
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    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2017-11-01
    • 到目前为止,飞机不得不使用自己的涡轮机从大门到跑道。但是由于来自西门子的驱动技术,从飞机驾驶舱控制的全新柴油电动牵引拖拉机现在可以执行这项任务。被称为TaxiBots,拖拉机节省燃料,延长维护间隔,减少噪音。已经通过空中客车320认证,TaxiBots将能够安全地将全球所有客机的70%左右。 飞机目前从机场大门到自己的力量跑道。然而,这不是很经济,因为滑行能够消耗高达1吨的航空燃料,这取决于飞机的尺寸和覆盖的距离。更有效的解决方案是使用连接到前轮的柴油电牵引牵引车将飞机拉到跑道。因此,飞机在这个过程中不一定要打开发动机。 考虑到这一点,西门子,以色列航空航天工业公司,汉莎航空公司LEOS以及作为机场处理设备的市场领导者的法国TLD集团自2011年以来一直致力于环保的滑行解决方案,并开发出这种拖拉机。西门子为拖拉机提供动力总成,包括发电机,电动机,转换器,电子设备和软件。 强大的储蓄潜力巨大 这些称为滑行机器人或者出租车的拖拉机是名副其实的强大力量,适用于停机坪的大约500千瓦(约800马力)的驱动输出。他们的扭矩为45,000牛顿米,相当于大约100辆中型车。去年,欧洲航空安全局(EASA)和美国联邦航空局(FAA)在波音737系列飞机上认证了拖拉机。经过广泛测试后,汉莎航空公司现在是定期使用这种拖拉机的航空公司之一,例如在法兰克福国际机场。据航空公司称,拖拉机每年可以在法兰克福机场每年节省大约11,000吨燃料。 根据汉莎航空公司的说法,拖拉机每年可以在法兰克福机场每年节省大约11,000吨燃料。 拖拉机现在也已经通过了Airbus 320系列的认证。关于这一决定值得注意的是,TaxiBot现在将可以安全地将全世界所有客机的70%从门口拉到跑道,而不需要消耗任何航空燃料。当拖拉机与A320飞机一起使用时,必须在飞机的驾驶舱内安装一个小型开关,以激活飞机的液压系统。该系统通常由飞机的发动机启动,在TaxiBot运行时必须关闭。然而,安装开关是一个比较简单的事情,可以在飞机进行例行检查时照顾。 环境影响小,维护间隔时间长 出租车不仅可以减少燃油消耗和排放,还能减少飞机发动机的压力,从而延长维修事件之间的时间。此外,拖拉机产生的噪音仅为滑行飞机的三分之一。 该团队目前正在为诸如空中客车380和波音747等宽体飞机开发TaxiBot解决方案。 出于安全考虑,TaxiBots配有冗余系统。西门子大型驱动公司的Ulrich Sammet解释说:“两台斯堪尼亚柴油发动机都驱动一台为8台电动马达发电的发电机,他们与专家团队一起开发了拖拉机强大的柴油电力传动系统。 “单通道飞机的窄体TaxiBot模型共有四个车轮模块,每个车轮模块包含两个电机。如果发生故障,直流母线盒可以切断中间电路并切断系统的有缺陷的一面。这种冗余确保了TaxiBot可以继续移动,即使有故障也不会阻挡滑行道。“