一种车载液压传动发电控制系统技术方案

一种车载液压传动发电控制系统，由发电质量控制子系统和驾驶室显示子系统两部分组成，两部分通过CAN网络或串日通信交换信息。该控制系统采用PID归一参数的整定法，减少变量的个数，使在线整定参数的时间大为减少，控制效果理想，该系统可靠性高，发电控制效果比较理想。

【技术实现步骤摘要】
一种车载液压传动发电控制系统所属
本专利技术涉及一种车载液压传动发电控制系统，适用于机械领域。
技术介绍
野外作业或军事用途的车辆装备经常需要用到电气设备，由于电力系统的条件限制和自身工作特点的需要，必须有自己携带的电源。解决车载大功率交流供电方案，归纳起来基本上有三种：一是利用直流发电机+蓄电池，然后逆变为交流电。这种方法的缺陷是设备体积大，在恶劣条件下使用存在一定困难；二是配备柴油发电机组，这不仅需要占用有限的车辆空间，而且在行车过程中维护、使用存在诸多不变；三是利用车辆本身的发动机直接带动发电机发电。事实上，停车工作时车用柴油机往往处于闲置状态，即使是在行驶状态，车载发动机一般都有较大的功率储备，这些后备功率可用来发电。移动电站优越性体现在两点：一是为一些功耗大、对供电电源质量有较高要求并且机动工作区域大的用电设备的应用奠定了基础。一些功耗较大的用电设备，安装在车上工作更加方便，但很多都受电源的限制而不能够实现。在发动机后备功率允许的条件下，移动电站能够在行进间为耗电设备提供不间断的、质量高的电能。二是利用车载发动机带动发电机发电能够减小车载发电系统所占空间，腾出更多空间搭人载物。这一优越性尤其体现在诸如野战维修装备车、雷达车、野外科考车等对载重和空间有特殊要求的车辆上，腾出的空间能够搭载更多的人和物资。液压传动是以液体为工作介质来传递运动和动力的一种传动方式，具有很多其他传动方式所没有的瘫优点。液压传动系统中各部分采用管道连接，液压元件的布置安装不受严格的空间位置限制，有非常大的灵活性，所以液压系统和发动机的布置可以选择在汽车驾驶室后面、车厢下面的剩余空间，而不影响车厢的其他特殊用途。为了控制喷油泵的供油量，以达到怠速稳定和防止高速，发动机上一般都配备有调速器。但带动发电机的柴油机，要求其工作转速几乎是固定不变的，所以一般发动机上的调速器都不能满足精度要求。而且，车辆在行驶过程中发动机的输出转速在不断变化，不能满足直接驱动发电机发电的需要。为此，必须增加一套自调速装里，保证发电机输入转速的恒定，以满足发电品质的要求。
技术实现思路
本专利技术提出了一种车载液压传动发电控制系统，采用PID归一参数的整定法，减少变量的个数，使在线整定参数的时间大为减少，控制效果理想，该系统可靠性高，发电控制效果比较理想。本专利技术所采用的技术方案是。所述车载液压发电系统是一个发动机飞轮取力、闭式泵控马达液压驱动的发电系统，包括发动机、变量泵、液压马达和发电机等主要动力组成部分。整个系统完成了化学能、机械能、液压能和电能的转换和传递。所述控制系统由发电质量控制子系统和驾驶室显示子系统两部分组成，两部分通过CAN网络或串口通信交换信息。发电质量控制子系统由单片机最小系统模块、供电模块、模拟信号处理模块、PWM驱动模块、步进电机驱动模块、通信模块和声光报警模块等组成。驾驶室显示子系统由单片机最小系统模块、通信模块、声光报警模块、语音提示模块、按键输入模块和液晶显示模块组成。所述控制系统软件有三套，一套是运行在发电质量控制子系统上的下位机软件，负责发电质量控制；二是运行在驾驶室显示子系统上的下位机软件，负责按键输入和显示和故障报警；三是运行在电脑上的上位机软件，负责监控整个发电系统的运行状态和故障智能检测。三套软件通过CAN网络或串口通信交换信息。本专利技术的有益效果是：该控制系统采用PID归一参数的整定法，减少变量的个数，使在线整定参数的时间大为减少，控制效果理想，该系统可靠性高，发电控制效果比较理想。附图说明图1是本专利技术的车载液压传动发电系统的结构组成。图2是本专利技术的液压传动计算机控制系统示意图。图3是本专利技术的基于ATmega128单片机的控制系统框图。图中：1.柴油机转速；2.发电机转速；3.马达进油口压力；4.马达出油口压力；5.液压油温度；6.油门位；a粗线：机械连接；b半粗线：液压连接；c虚线：电信号连接。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，车载液压发电系统是一个发动机飞轮取力、闭式泵控马达液压驱动的发电系统，包括发动机、变量泵、液压马达和发电机等主要动力组成部分。整个系统完成了化学能、机械能、液压能和电能的转换和传递。具体过程为：发动机是原动机，气缸工质的燃烧做功，将化学能转化为飞轮上旋转运动中的机械能，取力器将发动机的机械能的一部分作为液压泵主轴旋转的驱动能量，液压泵主轴的旋转，使液压泵进出油口产生压力差，由于液压马达和液压泵是软管连接，液压油作为泵与马达的传递介质，将压差引起的脉动的压力能驱动马达旋转，这样液压能转换成了机械能，液压马达与发电机同轴固定连接，发电机跟随马达同步旋转，发电机根据磁生电原理输出三相交流电。如图2，单片机采样速度传感器的信号，来计算当前发动机转速和发电机转速;采样角位移信号，来确定当前发动机油门的位置;采样压力传感器信号，以监测液压马达进出油口压差；采样温度传感器，以考察油液温度是否超过限制值；输出一定PWM信号来调节变量泵电液比例阀的设定压力，从而改变变量泵的排量，进而改变液压马达(或发电机)的转速;液压马达也通过PWM进行微调；输出数字脉冲控制步进电机的方向和转动角位移，进而用来控制油门位置；输出一路开关量，控制散热风扇通断。输人信号与输出信号都有相应的处理模块，它们与传感器和执行器分别构成前向通道和后向通道。驻车发电时，控制器测量发动机的转速，通过步进电机控制发动机油门拉杆位置从而稳定发动机转速；控制器测量发电机转速，通过控制变量泵电流稳定变量泵排量，从而达到稳定发电机转速的目的，此时变量马达全开，当作定量马达使用。行车发电时，变量泵的排量由高低压油管的压差决定，变量马达的排量则由发电机转速决定。变量泵、变量马达的排量与控制电流成线性比例关系，因而对变量泵和变量马达的排量控制通过控制其电流即可。如图3，控制系统由发电质量控制子系统和驾驶室显示子系统两部分组成，两部分通过CAN网络或串日通信交换信息。发电质量控制子系统由单片机最小系统模块、供电模块、模拟信号处理模块、PWM驱动模块、步进电机驱动模块、通信模块和声光报警模块等组成。驾驶室显示子系统由单片机最小系统模块、通信模块、声光报警模块、语音提示模块、按键输入模块和液晶显示模块组成。控制系统软件有三套，一套是运行在发电质量控制子系统上的下位机软件，负责发电质量控制；二是运行在驾驶室显示子系统上的下位机软件，负责按键输入和显示和故障报警；三是运行在电脑上的上位机软件，负责监控整个发电系统的运行状态和故障智能检测。三套软件通过CAN网络或串口通信交换信息。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载液压传动发电控制系统，其特征是：所述车载液压发电系统是一个发动机飞轮取力、闭式泵控马达液压驱动的发电系统，包括发动机、变量泵、液压马达和发电机等主要动力组成部分，整个系统完成了化学能、机械能、液压能和电能的转换和传递。

【技术特征摘要】
1.一种车载液压传动发电控制系统，其特征是：所述车载液压发电系统是一个发动机飞轮取力、闭式泵控马达液压驱动的发电系统，包括发动机、变量泵、液压马达和发电机等主要动力组成部分，整个系统完成了化学能、机械能、液压能和电能的转换和传递。2.根据权利要求1所述的一种车载液压传动发电控制系统，其特征是：所述控制系统由发电质量控制子系统和驾驶室显示子系统两部分组成，两部分通过CAN网络或串口通信交换信息。3.根据权利要求1所述的一种车载液压传动发电控制系统，其特征是：所述发电质量控制子系统由单片机最小系统模块、供电模块、模拟信号处理模块、PWM驱动模块、步进电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶崇立，
申请(专利权)人：陶崇立，
类型：发明
国别省市：辽宁,21