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基于IWOA-LightGBM模型的矿用挖掘机发动机故障诊断研究
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作者 顾清华 白书宇 王丹 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第9期184-191,共8页
针对矿用挖掘机发动机故障类别不均衡,导致故障诊断精度不高的问题,提出了一种改进的鲸鱼算法(WOA)优化轻量级梯度提升机(LightGBM)的矿用挖掘机发动机智能故障诊断方法。首先,利用递归特征交叉验证消除法(RFECV)对采集的挖掘机发动机... 针对矿用挖掘机发动机故障类别不均衡,导致故障诊断精度不高的问题,提出了一种改进的鲸鱼算法(WOA)优化轻量级梯度提升机(LightGBM)的矿用挖掘机发动机智能故障诊断方法。首先,利用递归特征交叉验证消除法(RFECV)对采集的挖掘机发动机故障数据的特征进行提取,删除不相关的特征。其次,采用Focal-Loss改进LightGBM的损失函数,提出一种改进的WOA对LightGBM的超参数寻优,构建新的诊断模型。最后,利用某矿山挖掘机发动机故障数据进行验证,并与常见的集成模型、调优框架和诊断算法进行对比分析。结果表明:所提出的矿用挖掘机发动机故障诊断模型IWOA-LightGBM的准确率和F1分数分别为98.08%和98.53%,诊断性能较好,可为矿山机械设备的智能诊断提供参考。 展开更多
关键词 矿用挖掘机 发动机 故障诊断 递归特征交叉验证消除法 轻量级梯度提升机 鲸鱼算法
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淬火温度对斗齿用35CrMnSi2钢组织与性能的影响
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作者 何苗 武晓峰 +2 位作者 董志强 王端 索忠源 《金属热处理》 北大核心 2025年第9期191-194,共4页
利用光学显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计和拉伸测试等试验方法,研究了800~960℃×1 h水淬+190℃×2 h低温回火对斗齿用35CrMnSi2钢组织与学性能的影响。结果表明,随着淬火温度的升高,回火态35CrMnSi2钢的强度、硬度先增加后降低... 利用光学显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计和拉伸测试等试验方法,研究了800~960℃×1 h水淬+190℃×2 h低温回火对斗齿用35CrMnSi2钢组织与学性能的影响。结果表明,随着淬火温度的升高,回火态35CrMnSi2钢的强度、硬度先增加后降低。当淬火温度为880℃时,其显微组织为细小的板条状回火马氏体,此时钢的力学性能最优,其硬度最大(55 HRC),抗拉强度最高(1918.0 MPa),性能优于现场使用斗齿产品。但随着淬火温度继续升高到960℃,因钢中粗大的回火马氏体和残留奥氏体,从而导致其硬度和抗拉强度同时下降。 展开更多
关键词 斗齿 合金钢 热处理 显微组织 力学性能
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基于sEMG的挖掘机驾驶员肌肉疲劳分析
3
作者 白伟 辛运胜 +3 位作者 潘深圳 董青 张倩 苏妮娜 《机械工程与自动化》 2025年第1期7-9,共3页
针对驾驶员上车过程容易引起肌肉疲劳和损伤的问题,提出了通过肌电实验测试表面肌电信号判断驾驶员疲劳的方法。选取上车方向(D1、D2、D3)、左手抓握位置(G1、G2、G3、G4、G5)、腿部上车次序(L1、L2)为实验变量,采集10名被试者在30组变... 针对驾驶员上车过程容易引起肌肉疲劳和损伤的问题,提出了通过肌电实验测试表面肌电信号判断驾驶员疲劳的方法。选取上车方向(D1、D2、D3)、左手抓握位置(G1、G2、G3、G4、G5)、腿部上车次序(L1、L2)为实验变量,采集10名被试者在30组变量组合下每次上车过程中16块肌肉的肌电信号,通过疲劳度量分析不同姿势下驾驶员的疲劳程度,获得最优上车姿势。结果表明:采用正向上车(D2)、左手抓握位置G2、腿部上车次序左腿(L1)的姿势不易产生疲劳;并且攀爬中胸大肌和腓肠肌容易产生疲劳。该研究为挖掘机的尺寸优化和驾驶员的职业健康提供了实验方法和数据参考。 展开更多
关键词 挖掘机驾驶员 肌肉疲劳 表面肌电信号 时域分析 频域分析
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基于结构应力法的矿用挖掘机卷筒焊缝疲劳寿命分析
4
作者 韩鹏 赵腾云 《机械管理开发》 2025年第8期76-80,共5页
为了降低矿用挖掘机卷筒疲劳破坏特性并合理设计卷筒型式。采用多体动力学与颗粒动力学联合仿真的方法,构建了矿用挖掘机与物料的数字样机模型,基于实测运动参数,完成挖掘过程的仿真,进而获得提升力。然后将提升力折算为卷筒所承受的弯... 为了降低矿用挖掘机卷筒疲劳破坏特性并合理设计卷筒型式。采用多体动力学与颗粒动力学联合仿真的方法,构建了矿用挖掘机与物料的数字样机模型,基于实测运动参数,完成挖掘过程的仿真,进而获得提升力。然后将提升力折算为卷筒所承受的弯矩力、扭矩和压力载荷,进行了单位载荷的有限元分析。在此基础上,利用载荷数据和单位载荷有限元分析结果完成了卷筒焊缝循环寿命的计算。结果显示,结构型式1的卷筒具有较高的设计强度,满足设计要求。 展开更多
关键词 矿用挖掘机 结构应力 卷筒焊缝 疲劳分析
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自主作业挖掘机轨迹规划控制技术研究
5
作者 廖应学 杨娟 《模具制造》 2025年第11期207-209,共3页
随着智能化技术在工程机械领域的不断深入应用,自主作业挖掘机成为行业发展的重要方向。聚焦于自主作业挖掘机轨迹规划控制技术展开研究,旨在提升挖掘机作业的智能化水平、精度和效率,阐述了自主作业挖掘机轨迹规划控制技术的研究背景... 随着智能化技术在工程机械领域的不断深入应用,自主作业挖掘机成为行业发展的重要方向。聚焦于自主作业挖掘机轨迹规划控制技术展开研究,旨在提升挖掘机作业的智能化水平、精度和效率,阐述了自主作业挖掘机轨迹规划控制技术的研究背景和意义,分析了国内外研究现状。深入探讨了基于模型与无模型的控制策略及其在挖掘机上的应用,为自主作业挖掘机的工程应用和进一步研发提供了理论支持与技术参考。 展开更多
关键词 自主作业挖掘机 轨迹规划 控制技术 智能化
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物联网技术在露天矿内采剥设备上的应用 被引量:1
6
作者 刘立冬 杨勇 +2 位作者 曹壮 李富贵 刘昕 《中国宽带》 2025年第4期119-121,共3页
抚顺矿业集团东露天矿矿内采剥设备以电铲为主,其页岩开采主要采用电铲开采,铁路机车运输的方式进行。电铲的运行数据都是由调度员与电铲司机进行无线电语音沟通获得,调度员手动记录并手绘表格完成记录存储。采用5G物联网技术,将电铲运... 抚顺矿业集团东露天矿矿内采剥设备以电铲为主,其页岩开采主要采用电铲开采,铁路机车运输的方式进行。电铲的运行数据都是由调度员与电铲司机进行无线电语音沟通获得,调度员手动记录并手绘表格完成记录存储。采用5G物联网技术,将电铲运行实时数据显示在调度人员的计算机上,提高调度人员对现场掌控度。符合矿山自动化发展的需要,值得给予足够的重视。 展开更多
关键词 电铲 无线传输 云端服务器
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大型矿用挖掘机中部平台有限元分析
7
作者 王渊 贾云翔 赵腾云 《机械工程与自动化》 2025年第5期94-95,共2页
大型矿用挖掘机中部回转平台承载着提升拉力和挖掘时的冲击力,是回转机构的重要零部件,其寿命是衡量设备性能优劣的核心指标。利用NX软件NX NASTRAN模块的有限元分析功能对中部平台进行有限元分析。首先建立了中部平台有限元模型,然后... 大型矿用挖掘机中部回转平台承载着提升拉力和挖掘时的冲击力,是回转机构的重要零部件,其寿命是衡量设备性能优劣的核心指标。利用NX软件NX NASTRAN模块的有限元分析功能对中部平台进行有限元分析。首先建立了中部平台有限元模型,然后确定了边界约束条件及载荷,最后分析计算了中部平台在静载作用下的位移和应力,为中部平台的设计和优化提供了依据。 展开更多
关键词 矿用挖掘机 中部平台 有限元分析
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混合动力液压挖掘机动臂势能回收系统 被引量:48
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作者 林潇 管成 +1 位作者 裴磊 潘双夏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期96-101,77,共7页
通过对液压挖掘机典型工况特性的分析,提出了一种并联式混合动力液压挖掘机动臂势能回收系统,分析了液压缸负载受力情况,建立了液压缸、节流阀、液压马达等液压元件以及永磁同步电机、镍氢电池组等电气元件的数学模型,提出了具有动臂势... 通过对液压挖掘机典型工况特性的分析,提出了一种并联式混合动力液压挖掘机动臂势能回收系统,分析了液压缸负载受力情况,建立了液压缸、节流阀、液压马达等液压元件以及永磁同步电机、镍氢电池组等电气元件的数学模型,提出了具有动臂势能回收功能的混合动力液压挖掘机整机控制策略以及能量回收控制方法。理论分析和仿真结果表明,并联式混合动力液压挖掘机除了能改善发动机工作状况提高燃油效率外,可以通过动臂势能回收进一步提升系统的节能效果,并且能量回收系统具有结构简单、回收效率高、回收速度可控、回收能量再利用范围广等优点。 展开更多
关键词 液压挖掘机 混合动力 动臂势能 能量回收
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液压挖掘机功率匹配与动力源优化综合控制策略 被引量:28
9
作者 王冬云 管成 +1 位作者 潘双夏 林潇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期91-95,共5页
现有的液压挖掘机功率匹配方法由于负载工况的剧烈波动和不可预知性,导致动力源工作点很大部分分布于高油耗区域,动力源本身效率无法得到提高,从而影响了整机效率。为此,提出了一种基于混合动力技术的液压挖掘机全局功率匹配与动力源优... 现有的液压挖掘机功率匹配方法由于负载工况的剧烈波动和不可预知性,导致动力源工作点很大部分分布于高油耗区域,动力源本身效率无法得到提高,从而影响了整机效率。为此,提出了一种基于混合动力技术的液压挖掘机全局功率匹配与动力源优化的综合控制策略。该策略以传统功率匹配方法为基础,结合混合动力的特点,在实现动力源、液压泵和负载三者功率匹配的同时,优化动力源的工作点,提高整机的燃油经济性。试验表明采用该策略的液压挖掘机能够实现全局功率匹配,同时减小了发动机的转速波动,使其工作在高燃油效率区域,提高了整机的燃油经济性。 展开更多
关键词 液压挖掘机 功率匹配 混合动力 节能 控制策略
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大型液压挖掘机工作特性联合仿真研究 被引量:33
10
作者 朱小晶 权龙 +2 位作者 王新中 吕晓林 李光 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期27-32,共6页
为了研究目前国内最大吨位(斗容量15 m3、机质量260 t)的矿用正铲液压挖掘机工作特性,首先在小型挖掘机上对采用的机械系统动力学与液压系统联合仿真方法进行验证,通过对比试验与联合仿真结果,确认了联合仿真研究方法能够较准确地模拟... 为了研究目前国内最大吨位(斗容量15 m3、机质量260 t)的矿用正铲液压挖掘机工作特性,首先在小型挖掘机上对采用的机械系统动力学与液压系统联合仿真方法进行验证,通过对比试验与联合仿真结果,确认了联合仿真研究方法能够较准确地模拟挖掘机的真实工作环境。在此基础上,采用ADAMS和AMES im软件,对斗容15 m3矿用挖掘机工作装置与液压系统进行联合仿真研究,通过仿真获得了挖掘机整个挖掘过程中工作部件对各个转动轴的转动惯量,计算出各个液压缸的位移曲线、速度曲线和压力变化曲线以及铲斗齿尖挖掘轨迹。 展开更多
关键词 液压挖掘机 工作特性 联合仿真
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大型矿用正铲液压挖掘机水平推压特性联合仿真 被引量:18
11
作者 朱小晶 权龙 +2 位作者 王新中 吕晓林 李光 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期30-34,共5页
在设计目前国内最大(斗容量为15 m3,质量260 t)的正铲挖掘机中,提出采用泵阀复合流量匹配的电液比例控制方法实现水平推压。通过计算机协调的比值关系确定平推中供给各液压缸的流量,采用ADAMS和AMESim软件,对设计的矿用挖掘机水平推压... 在设计目前国内最大(斗容量为15 m3,质量260 t)的正铲挖掘机中,提出采用泵阀复合流量匹配的电液比例控制方法实现水平推压。通过计算机协调的比值关系确定平推中供给各液压缸的流量,采用ADAMS和AMESim软件,对设计的矿用挖掘机水平推压过程进行机械系统动力学与液压系统的联合仿真研究。在小型挖掘机上对斗杆挖掘过程各个液压缸的位移、速度和压力进行测试试验验证,结果表明联合仿真研究能够较准确地模拟挖掘机的真实工作环境。 展开更多
关键词 正铲挖掘机 水平推压 特性 联合仿真
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基于ADAMS的挖掘机工作装置的仿真与优化设计 被引量:26
12
作者 潘玉安 程洪涛 +2 位作者 姜迪友 梁刚 聂陶荪 《煤矿机械》 北大核心 2009年第3期15-17,共3页
建立了该类反铲挖掘机工作装置虚拟样机的ADAMS仿真模型,基于虚拟样机技术和广义简约梯度法以铲斗、斗杆和动臂油缸的工作压力最小为目标,对铲斗机构、斗杆机构、动臂机构的构造点进行了仿真优化设计。仿真结果表明,在规定的约束条件下... 建立了该类反铲挖掘机工作装置虚拟样机的ADAMS仿真模型,基于虚拟样机技术和广义简约梯度法以铲斗、斗杆和动臂油缸的工作压力最小为目标,对铲斗机构、斗杆机构、动臂机构的构造点进行了仿真优化设计。仿真结果表明,在规定的约束条件下,工作装置达到了优化设计的目的。 展开更多
关键词 ADAMS 挖掘机 工作装置 仿真
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挖掘机工作装置复杂轨迹跟踪实验 被引量:9
13
作者 黎波 严骏 +2 位作者 郭刚 唐建 张梅军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期39-43,113,共6页
为实现挖掘机自动控制,对其进行了电液比例改造。建立了挖掘机工作装置的运动学模型及其电液控制系统的非线性模型,并通过实验验证了机理建模中指出的电液控制系统死区及动态特性不对称非线性。为满足地面平整作业,采用五次多项式插值... 为实现挖掘机自动控制,对其进行了电液比例改造。建立了挖掘机工作装置的运动学模型及其电液控制系统的非线性模型,并通过实验验证了机理建模中指出的电液控制系统死区及动态特性不对称非线性。为满足地面平整作业,采用五次多项式插值法在笛卡尔空间生成了斗杆末端轨迹,并通过运动学模型获得系统关节空间轨迹。针对控制系统主要存在的死区和不对称非线性,设计了带死区补偿的分段PID控制器,通过对比实验,证明了分段PID比常规PID控制精度高,能克服系统的主要非线性特性。通过协调控制挖掘机工作装置三关节,实现了一个复杂轨迹的有效跟踪。 展开更多
关键词 挖掘机 工作装置 复杂轨迹 跟踪 实验
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微波法制备纳米多孔石墨 被引量:20
14
作者 张东 田胜力 肖德炎 《非金属矿》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期22-24,共3页
介绍了微波法制备纳米级多孔石墨的过程 ,以及采用汞压入法测量该多孔石墨的孔结构。与高温电炉膨化法相比 ,微波法制备的多孔石墨具有很好的纳米孔隙 ,孔径分布基本上在 4~ 10 0nm范围内 ;而传统的高温电炉膨化的多孔石墨的孔隙直径分... 介绍了微波法制备纳米级多孔石墨的过程 ,以及采用汞压入法测量该多孔石墨的孔结构。与高温电炉膨化法相比 ,微波法制备的多孔石墨具有很好的纳米孔隙 ,孔径分布基本上在 4~ 10 0nm范围内 ;而传统的高温电炉膨化的多孔石墨的孔隙直径分布 ,在纳米和微波之间的过渡区域 ,二者之间存在差别。同时 ,实验结果显示纳米多孔石墨的孔结构 ,受到石墨插层物制备时水洗次数 (水洗液的pH值 )。 展开更多
关键词 石墨插层 制备 微波法 纳米级 孔结构 多孔 鳞片石墨 次数 影响 实验结果
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并联式混合动力液压挖掘机参数匹配方法 被引量:13
15
作者 林潇 管成 +1 位作者 潘双夏 王冬云 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期28-32,共5页
从混合动力液压挖掘机的结构入手,以系统全局效率优化为目标,提出了并联式混合动力液压挖掘机动力源单元和能量储存单元的优化目标函数、约束方程以及整机的参数匹配方法,并结合一台5 t混合动力液压挖掘机系统进行了部件参数匹配的实例... 从混合动力液压挖掘机的结构入手,以系统全局效率优化为目标,提出了并联式混合动力液压挖掘机动力源单元和能量储存单元的优化目标函数、约束方程以及整机的参数匹配方法,并结合一台5 t混合动力液压挖掘机系统进行了部件参数匹配的实例研究,通过Matlab/Simulink建模分析得到经参数匹配后的系统,其各部件具有装机功率低、效率高、油耗低的良好特性。 展开更多
关键词 液压挖掘机 混合动力 部件参数 参数匹配
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挖掘臂电液伺服系统非线性辨识 被引量:6
16
作者 黎波 严骏 +2 位作者 刘安心 曾拥华 郭刚 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期20-25,131,共7页
针对机理建模存在未建模动态及其参数辨识难的问题,采用由分段非线性模块、线性时不变动态模块及间隙非线性模块串联组成的Pseudo-Hammerstein-Wiener模型来描述挖掘臂电液伺服系统。利用关键变量分离原理将系统模型化解为最小二乘格式... 针对机理建模存在未建模动态及其参数辨识难的问题,采用由分段非线性模块、线性时不变动态模块及间隙非线性模块串联组成的Pseudo-Hammerstein-Wiener模型来描述挖掘臂电液伺服系统。利用关键变量分离原理将系统模型化解为最小二乘格式,再采用带中间变量估计的改进递推最小二乘算法进行辨识。实验表明,辨识所得Pseudo-Hammerstein-Wiener模型能很好地逼近实际系统,误差比Hammerstein及线性模型分别减少29%及68%。 展开更多
关键词 挖掘臂 电液伺服系统 Pseudo-Hammerstein-Wiener 模型 非线性辨识
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基于Matlab的挖掘机工作装置动力学方程 被引量:17
17
作者 于国飞 宋文荣 许纯新 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期93-96,共4页
根据机械手结构原理 ,将液压挖掘机工作装置机器人化。运用拉格朗日功能平衡法 ,结合 Matlab软件编程运算 ,构造了工作装置的动力学模型。输入已知参数即可由程序快速、准确地输出动力学方程 。
关键词 机械设计 液压挖掘机 工作装置 动力学方程
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机械式矿用挖掘机钢丝绳在MSC Adams中的建模方法 被引量:29
18
作者 王得胜 孔德文 赵克利 《计算机辅助工程》 2006年第B09期364-366,共3页
针对MSCAdams软件对钢丝绳这种柔性大的变形物体难以建模的问题,结合矿用挖掘机的仿真过程对几种常用钢丝绳建模方法进行研究,并探讨各个方法的适用条件.
关键词 钢丝绳 建模 仿真 MSC ADAMS 矿用挖掘机
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挖掘机动态性能试验及其数据的小波处理方法 被引量:9
19
作者 王安麟 石世宁 李晓田 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期115-123,143,共10页
为了找出挖掘机工作时载荷变化规律,用现场试验的方法代替传统的台架试验,并将小波变换理论引入到挖掘机回转工况主泵压力载荷分析中,对现场试验所采集的压力数据进行时频处理.结果表明,与传统的随机理论分析对比,小波分析除了能分离信... 为了找出挖掘机工作时载荷变化规律,用现场试验的方法代替传统的台架试验,并将小波变换理论引入到挖掘机回转工况主泵压力载荷分析中,对现场试验所采集的压力数据进行时频处理.结果表明,与传统的随机理论分析对比,小波分析除了能分离信号的趋势项之外,还可以进一步将随机项按高低频率进行分解,能精细地揭示液压挖掘机的压力频谱结构特征,从而为液压挖掘机液压系统的设计和可靠性分析提供依据. 展开更多
关键词 液压挖掘机 现场试验 小波分析 随机理论
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并联油液型混合动力挖掘机发动机转速控制方法 被引量:12
20
作者 来晓靓 管成 +1 位作者 肖扬 仲光旭 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期14-20,共7页
通过对并联式油液混合动力挖掘机的原理和结构分析,提出一种改进的油液混合动力结构方案。采用双向液压马达代替二次调节泵,通过不同开关阀组合控制辅助动力系统回路。利用Simulink对该系统建模后,获取相应元器件尺寸参数及控制参数。... 通过对并联式油液混合动力挖掘机的原理和结构分析,提出一种改进的油液混合动力结构方案。采用双向液压马达代替二次调节泵,通过不同开关阀组合控制辅助动力系统回路。利用Simulink对该系统建模后,获取相应元器件尺寸参数及控制参数。采用双转速工作点切换的控制策略,在改装后的油液型混合动力挖掘机上进行实验。实验中利用整合负载预测的发动机转速PID控制方法对发动机目标转速、辅助油液动力系统输出扭矩进行调节。仿真和实验分析表明,该发动机转速控制方法可以有效改善油液型混合动力系统中发动机转速波动,使之稳定在高效燃油区域内,综合节能效果提高14%。 展开更多
关键词 挖掘机 油液混合动力 双转速工作点 负载预测PID控制
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