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《北京林业大学》 2016年
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单轨车的分布式动力系统设计及仿真

童修伟  
【摘要】:本研究依托于北京林业大学近年研制的BSR-1型山地林用单轨车(简称“单轨车”)。若推广使用,该单轨车还存在一些亟待解决的问题。首先,单轨车采用一台小型汽油机驱动牵引机来牵引各节挂车,牵引力全部集中在牵引机的驱动销轮的一个销齿上。由于结构尺寸限制了集中牵引力的大小,也就无法较大幅度地提高单轨车的额定载荷量,不实用。其次,单轨车采用的机械制动易磨损失效,且制动能量不能回收,能量损耗较大。第三,单轨车启动、停车、加减速等控制精度差,存在能量分配不合理,工作效率低的问题。因此,本研究采用由柴油发电机组和蓄电池提供能源动力,各节车厢采用电动机分布式驱动的方式。主要研究如下:1)根据原始数据和目标设定值,分析单轨车运输工况和作业流程,计算各种工况下的运行阻力,得出最大阻力和所需功率,为下一步整体动力系统匹配方案提供计算数据依据。2)根据理论计算出的数据设计提出车辆整体分布式动力系统配置方案和各种组件的选型。3)根据工况要求,设计了动力驱动控制系统,其主要包括以STM32为控制核心的整车控制器,电机驱动控制器,电池能量管理系统,再生能量制动控制器等。采取的控制策略是传统的PID控制。4)利用CarSim和Simulink对所设计的动力系统进行建模和联合仿真分析。仿真结果表明所设计出的分布式动力系统方案具有可行性,基本达到了载荷量、能量制动回收、控制精度、燃油经济性、工作效率和能量利用率的要求。
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S776

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