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Optimization of operation strategy for primary torque based hydrostatics drivetrain using artificial intelligence

Xiang, Yusheng, Geimer, Marcus 23 June 2020 (has links)
A new primary torque control concept for hydrostatics mobile machines was introduced in 2018 [1]. The mentioned concept controls the pressure in a closed circuit by changing the angle of the hydraulic pump to achieve the desired pressure based on a feedback system. Thanks to this concept, a series of advantages are expected [2]. However, while working in a Y cycle, the primary torque controlled wheel loader has worse performance in efficiency compared to secondary controlled earthmover due to lack of recuperation ability. Alternatively, we use deep learning algorithms to improve machines’ regeneration performance. In this paper, we firstly make a potential analysis to show the benefit by utilizing the regeneration process, followed by proposing a series of CRDNNs, which combine CNN, RNN, and DNN, to precisely detect Y cycles. Compared to existing algorithms, the CRDNN with bidirectional LSTMs has the best accuracy, and the CRDNN with LSTMs has a comparable performance but much fewer training parameters. Based on our dataset including 119 truck loading cycles, our best neural network shows a 98.2 % test accuracy. Therefore, even with a simple regeneration process, our algorithm can improve the holistic efficiency of mobile machines up to 9% during Y cycle processes if primary torque concept is used.
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Modellierung, Simulation und Bewertung parallel-hybrider Antriebskonfigurationen für dieselhydraulische Triebwagen im Nah- und Regionalverkehr

Kache, Martin 09 October 2014 (has links) (PDF)
Ausgangspunkt der Untersuchung ist die Frage, ob Hybridkonzepte auf hydrostatischer Grundlage eine realistische Alternative zu elektrohybriden Antriebskonfigurationen für Dieseltriebwagen sein können. Die Untersuchung dieser Fragestellung erfolgt mit Hilfe von Simulationsmodellen, die auf der 1-d-Simulationsumgebung Imagine.Lab AMESim beruhen. Zunächst wird die fahrdynamische und antriebstechnische Modellierung eines dieselhydraulischen Regionaltriebwagens unter Berücksichtigung einer energiesparenden Fahrweise dargestellt. Ausgehend von Massenbilanzen werden untereinander vergleichbare Hybridkonfigurationen auf hydrostatischer (Gasdruckspeicher), elektrostatischer (Doppelschichtkondensatoren) und elektrochemischer (Li-Ionen-Speicher) Basis entwickelt. Die Modellierung der hydraulischen und elektrischen Antriebsstränge wird eingehend diskutiert. Die abgeleiteten Hybridkonfigurationen werden anschließend bezüglich spezieller Fahrspiele und Betriebskonzepte detailliert untersucht, um auf dieser Grundlage günstige Parametrierungen der Systeme ableiten und die günstigste Betriebsstrategie identifizieren zu können. Anschließend wird eine umfangreiche Analyse des Verhaltens der verschiedenen Hybridkonfigurationen auf ausgewählten realen Nahverkehrsstrecken vorgenommen. Im Rahmen der durchgeführten Simulationen wird schließlich das Kraftstoffeinsparpotential in Abhängigkeit von Streckenprofil, Hybridkonfiguration und Zugart ermittelt und verglichen.
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Modellierung, Simulation und Bewertung parallel-hybrider Antriebskonfigurationen für dieselhydraulische Triebwagen im Nah- und Regionalverkehr

Kache, Martin 03 June 2014 (has links)
Ausgangspunkt der Untersuchung ist die Frage, ob Hybridkonzepte auf hydrostatischer Grundlage eine realistische Alternative zu elektrohybriden Antriebskonfigurationen für Dieseltriebwagen sein können. Die Untersuchung dieser Fragestellung erfolgt mit Hilfe von Simulationsmodellen, die auf der 1-d-Simulationsumgebung Imagine.Lab AMESim beruhen. Zunächst wird die fahrdynamische und antriebstechnische Modellierung eines dieselhydraulischen Regionaltriebwagens unter Berücksichtigung einer energiesparenden Fahrweise dargestellt. Ausgehend von Massenbilanzen werden untereinander vergleichbare Hybridkonfigurationen auf hydrostatischer (Gasdruckspeicher), elektrostatischer (Doppelschichtkondensatoren) und elektrochemischer (Li-Ionen-Speicher) Basis entwickelt. Die Modellierung der hydraulischen und elektrischen Antriebsstränge wird eingehend diskutiert. Die abgeleiteten Hybridkonfigurationen werden anschließend bezüglich spezieller Fahrspiele und Betriebskonzepte detailliert untersucht, um auf dieser Grundlage günstige Parametrierungen der Systeme ableiten und die günstigste Betriebsstrategie identifizieren zu können. Anschließend wird eine umfangreiche Analyse des Verhaltens der verschiedenen Hybridkonfigurationen auf ausgewählten realen Nahverkehrsstrecken vorgenommen. Im Rahmen der durchgeführten Simulationen wird schließlich das Kraftstoffeinsparpotential in Abhängigkeit von Streckenprofil, Hybridkonfiguration und Zugart ermittelt und verglichen.

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