基于Fuzzy-PID的CVT綜合控制策略研究.pdf

1、無(wú)級(jí)變速器特別是金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的應(yīng)用前景非常好，研究和發(fā)展無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)技術(shù)有著非常重要的意義。目前國(guó)內(nèi)外的研究對(duì)于金屬帶傳動(dòng)機(jī)理和液壓控制系統(tǒng)工作特性對(duì)傳動(dòng)效率以及控制性能的影響等問(wèn)題不夠重視，這些都制約了金屬帶式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等各項(xiàng)性能的進(jìn)一步提高，也使金屬帶式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的傳動(dòng)效率處于較低水平。針對(duì)這些問(wèn)題，本文做了如下工作： 首先，建立金屬片推力分布和金屬環(huán)張力分布的數(shù)學(xué)模型，分析金屬環(huán)的張力和金屬片間的

2、推壓力在轉(zhuǎn)矩傳遞中起到的作用。建立金屬帶傳動(dòng)幾種主要功率損失的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)仿真試驗(yàn)的方法得出提高金屬帶傳動(dòng)傳動(dòng)效率的有效方法。 建立夾緊力、速比液壓控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，分析液壓控制系統(tǒng)的滯后特性對(duì)無(wú)級(jí)變速器的控制性能的影響；分析液壓控制系統(tǒng)中造成功率損失的主要部件的功率損失情況，重點(diǎn)對(duì)供油泵和比例溢流閥匹配問(wèn)題造成的功率損失進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，分析功率損失機(jī)理。對(duì)上述問(wèn)題提出一些改進(jìn)措施。 根據(jù)金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的兩種不同

3、工作模式，動(dòng)力模式和經(jīng)濟(jì)模式，分別制定發(fā)動(dòng)機(jī)最佳經(jīng)濟(jì)性工作路線和發(fā)動(dòng)機(jī)最佳動(dòng)力性工作路線，為實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速器的實(shí)時(shí)匹配做好準(zhǔn)備工作。 然后，在充分考慮液壓控制系統(tǒng)的工作特性、金屬帶傳動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)理以及發(fā)動(dòng)機(jī)與金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的匹配等情況的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)金屬帶式無(wú)級(jí)變速器綜合控制策略，提出基于模糊PID的夾緊力控制策略，基于滯后特性的速比控制策略，基于分段控制的濕式離合器起步控制策略，基于傳動(dòng)效率的液力變矩器工作策略，基于發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的無(wú)

4、級(jí)變速汽車車速控制策略，而且通過(guò)約定各個(gè)控制策略的工作范圍，協(xié)調(diào)相互關(guān)系。 最后，將南汽研究院的原MG-ROVER的傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行改造，并結(jié)合dSPACE/Simulator建立基于HIL的能夠模擬道路試驗(yàn)的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。后期為了進(jìn)一步驗(yàn)證以上研究工作，將研究的金屬帶式無(wú)級(jí)變速器電液控制系統(tǒng)在Fiat的Palio1.3L轎車上裝車進(jìn)行道路試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果分析可以得出，各項(xiàng)控制策略在充分考慮液壓控制系統(tǒng)的工作特性等情況

5、的基礎(chǔ)上能夠較好的提高汽車的各項(xiàng)性能。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于： (1)通過(guò)數(shù)學(xué)建模分析金屬帶傳動(dòng)的功率損失機(jī)理，得出轉(zhuǎn)矩比對(duì)于金屬帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率有較大的影響，通過(guò)合理的控制夾緊力可以使轉(zhuǎn)矩比保持在理想的狀態(tài)下，進(jìn)一步提高金屬帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率。 (2)通過(guò)數(shù)學(xué)建模分析、試驗(yàn)驗(yàn)證的方法，論證液壓控制系統(tǒng)滯后特性和功率損失問(wèn)題對(duì)金屬帶式無(wú)級(jí)傳動(dòng)控制性能以及傳動(dòng)效率的影響，并提出多路混合的電磁閥驅(qū)動(dòng)方法等相應(yīng)的有效措施。

6、 (3)提出基于模糊PID的夾緊力控制策略，模糊計(jì)算目標(biāo)夾緊力，合理控制夾緊力，減少帶組摩擦等造成的功率損失，提高傳遞效率。 (4)提出基于滯后特性的速比控制策略，根據(jù)駕駛員意圖分別對(duì)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)和速比控制閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行修正，提高急加速時(shí)汽車的駕駛性能以及緩加速時(shí)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。 (5)提出基于分段控制的濕式離合器起步控制策略，根據(jù)各階段工作特點(diǎn)設(shè)計(jì)有針對(duì)性的控制方法，提高了無(wú)級(jí)變速汽車的起步性能。提出基于發(fā)動(dòng)