基于鲁棒控制Lyapunov函数的CVT离合器起步非线性控制研究

新一代无级变速器(Continuously Variable Transmission, CVT)设计中,离合器传递的扭矩无法通过传感器直接获取。为满足其接合过程快速充油且避免扭矩冲击给金属带造成破坏等问题,提出一种离合器执行机构鲁棒性的模型预测控制算法。基于鲁棒控制Lyapunov函数(Rrobust Control Lyapunov Function, RCLF),构造离合器充油和滑摩阶段的鲁棒控制器,利用RCLF预测模型替代传统比例控制方法,并以此补偿传统控制所存在的充油时间不足问题。建立CVT起步控制系统,将离合器油缸压力接合速度与冲击度作为衡量整车的起步标准,完成传统控制和RCLF控制下,不同油门开度的起步性能仿真及实车验证。试验结果表明:与传统离合器起步控制相比,基于RCLF控制技术的离合器油缸压力能在目标时刻完成充油过程,且整车起步冲击度降低,RCLF控制效果优于传统控制。     

无级变速器起步模糊控制冲击度抑制性能仿真研究

无级变速器起步过程存在较大的冲击,离合器接合压力变化和摩擦片摩擦系数变化是引起起步冲击的主要原因。摩擦系数为不可控因素,控制离合器接合压力可实现对冲击度的抑制。重点研究了起步离合器模糊控制策略对冲击度的抑制效果,建立了基于模糊控制的整车数学模型,完成了平地工况的仿真分析,结果表明模糊控制策略能显著抑制起步时冲击度过大,有较大的应用价值。     

考虑DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的双质量飞轮参数优化EI北大核心CSCD

在车辆起步过程中,发动机输出转矩波动会导致离合器接合不稳定,从而影响整车动力传动系统的平顺性。双质量飞轮(dual mass flywheel,DMF)可减小发动机转矩波动对离合器及整车动力传动系统的影响。针对起步过程离合器接合不稳定影响整车平顺性的问题,以双离合器自动变速器(dual clutch automatic transmission,DCT)车辆为研究对象,研究了DMF的刚度、阻尼和初级与次级飞轮惯量比对DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的影响,并建立了以离合器黏滑比和整车冲击度为目标函数的多目标优化模型,利用遗传算法对模型进行优化,得到了使离合器接合稳定性提高且整车冲击度明显降低的DMF最优参数组合。     

离合器设计参数对汽车起步振动的影响研究

为了研究离合器设计参数对汽车起步振动性能的影响,建立包含摩擦式离合器的汽车传动系非线性动力学模型。建模中,考虑离合器的摩擦和多级扭转非线性特性。仿真得到汽车起步过程传动系统的动力学响应,对起步过程离合器从动盘转速进行时域和频域分析,通过实车测试验证所建立的模型的正确性。最后分析离合器从动盘性能参数对起步时产生的起步抖动和耸车两种振动的影响,依据分析结果对离合器设计参数进行结构改进。结果表明:起步抖动和耸车分别发生在离合器接合和接合完成过程中,振动频率分别等于接合完成前后系统的第1阶固有频率。分析离合器从动盘各特性参数对起步抖动和耸车的影响,并根据分析结果对离合器从动盘进行了调整,对比调整前后仿真和实车测试的结果发现,起步抖动和耸车均有所改善。     

离合器从动盘性能对汽车起步抖动的影响研究

建立了摩擦离合器接合过程中传动系统动力学特性分析的模型。建模中,考虑到离合器接合过程中存在的粘滑现象,对离合器黏着和滑动状态下的摩擦力矩进行分析,得到了离合器接合过程中的摩擦力矩的计算模型。在进行模型的计算分析时,引入了Karnopp摩擦模型,实现了黏着和滑移状态下,动力学方程的一致性。在已知发动机转速时,计算分析了离合器过程中从动盘的角速度的与摩擦系数随接合面相对滑移变化的关系。研究了离合器从动盘总成的扭转刚度和波形片的轴向刚度对起步抖动的影响。针对两款车存在的起步抖动问题,根据理论计算的结果,对这两款车的离合器从动盘扭转刚度和波形片轴向刚度进行了优化,试验结果表明:利用优化的离合器从动盘的性能参数,两款车的起步抖动问题有了较大的改善。     

高扭矩碟型磁流变离合器的设计

为满足扭矩高、空转少、稳定性好的要求,本文设计了一种碟型磁流变离合器,并对其进行了特性分析.根据宾汉流体的本构方程,推导出了该种离合器在磁流变液体为固体状态和液体状态时扭矩传递的方程,即离合器刚性接合与滑动接合相互转化时输出扭矩发生阶跃的理论依据.同时设计实验测试了该离合器输出扭矩与电流变化的关系以及输出盘与输入轴达到同步响应所需时间.     

汽车离合器设计思考

汽车从启动开始,并且在行驶过程中,离合器的作用就在于慢慢接合变速器和发动机,让汽车可稳定起步。为减少换挡的冲击,可以切断发动机和变速器间的联系。离合器与开关的作用相似,因此起到的作用是断离、接合动力传递。无论是哪种汽车,均有形式不同的离合器。汽车离合器的设计非常重要。该文重点探究汽车离合器设计要点,进而提出一种新型离合器设计方法,旨在保证汽车离合器的设计质量和性能。     

汽车离合器的一种优化设计研究

汽车离合器是传动系统的关键部件,在汽车起步或车速很低时,离合器如果结合不平顺,结合较快的情况下,汽车很容易出现熄火的现象。离合器的操作要经过很长时间的训练,才能保证汽车运行不熄火,本文提出一种优化设计方案,可以在起步和低车速情况下,迅速释放离合器踏板,保证汽车不会熄火。     

汽车加速踏板与离合器踏板协调工作电控技术

手动挡汽车在原地起步,行驶中换挡和挂倒挡时,驾驶员只需控制离合器踏板,由ECU通过传感器采集离合器踏板位置、变速器挡位、车速、发动机转速、路面坡度、加速踏板位置等信息,经处理后自动控制加速踏板的协调工作(汽油车控制进气量,共轨柴油车控制喷油量)。     

基于发动机转矩与转速控制的AMT换挡策略研究

为了改善电控机械式自动变速器(automated mechanical transmission,AMT)的换挡品质,分析了影响其换挡品质的关键因素,提出了一种新的基于发动机转矩与转速控制的AMT换挡策略.该控制策略将换挡过程分为3个阶段,每个阶段都实现了发动机与离合器之间的联合控制,有利于提高AMT汽车的换挡品质.为验证该策略是否正确有效,基于MATLAB/Simulink软件平台建立了电控液动式AMT的仿真模型,并通过dSPACE实时仿真系统完成TCU的快速控制原型,进行了实车测试.仿真和实车测试结果都表明,基于发动机转矩与转速控制的AMT换挡策略能够有效提高AMT汽车换挡过程中的舒适度,改善换挡品质.     

基于改进超螺旋算法的永磁同步电动机控制

目的 为提高传统PID控制下永磁同步电动机在遇到负载突变、重载启动、频繁变速等外界条件变化时性能突变的问题，文中将超螺旋滑模引入电机控制中，以更好地应对外界条件的变化。方法 通过在原有的超螺旋滑模算法中，加入自适应比例项和积分项，使其获得更快的收敛速度和更强的鲁棒性。然后引入一种新的过饱和系数，来应对引入积分项所带来的超调问题。结果 在Matlab/SMULINK的仿真环境中，搭建所提方法的模型，并与传统的PID控制、超螺旋滑模控制以及比例项改进超螺旋滑模控制所搭建的模型做对比。结果表明，文中方法在遇到外界条件变化下，稳定性提高了33%～91%、快速性提高了27%～76%。结论 文中优化后的超螺旋滑模控制器有更高的鲁棒性和更快的快速收敛性，改善了系统的性能，能够有效应对负载突变、重载启动、频繁变速等问题，使应用文中所提方法的永磁同步电动机能够更加符合包装机的要求。     

Analysis and optimization of clutch judder based on a hybrid uncertain model with random and interval variables

Clutch judder has serious impacts on the noise, vibration and harshness performance. In this article, a simplified dynamic model with nonlinear friction torque is developed to simulate clutch judder, and the stability and dynamic response of the clutch are analysed. The real part of the judder modal eigenvalue, the moment when the clutch enters the stick state and the fluctuation level of the driving part of the clutch are treated as the evaluation indices. An uncertain hybrid model with random and interval variables is used to describe the uncertainty of parameters and a hybrid perturbation vertex method is formulated to compute the uncertainty. Furthermore, parameters with high sensitivities are used as design variables and uncertainty-based optimization is conducted to reduce clutch judder. The optimization results strongly validate that the proposed method is very effective in improving the robustness of the clutch judder performance.     

基于改进内模的纸浆浓度控制

目的为改善纸浆浓度控制系统的大滞后性、非线性和时变性,以提高纸浆浓度的控制性能。方法针对纸浆浓度控制问题提出一种改进的内模控制,该方法首先引进导引曲线将原来的目标控制改成过程控制,解决系统快速性与超调之间的矛盾;然后再引进被控对象的参考模型与给定滞后,将导引输出与参考模型取偏差作为控制回路A,再将给定滞后与被控对象取偏差作为控制回路B;最后再基于内模控制的原理分别针对回路A与回路B设计内模控制器,将二者控制器的输出取和作为总的控制器。结果通过Matlab仿真软件搭建改进内模控制的纸浆浓度系统仿真平台,并与传统控制进行对比,仿真结果表明,系统的响应速度、跟踪性能、鲁棒性和抗干扰特性均优于传统的控制方法。结论通过仿真验证了改进内模控制在纸浆浓度控制系统上的有效性和可行性,能够明显提高系统的综合性能指标。     

盾构管片拼装试验台监控系统设计

针对现有盾构管片拼装设备低精度、低效率、低可靠性的问题,以实现管片高效拼装为核心目标,设计了管片拼装试验台监控系统.在全面分析了管片拼装试验台的原理及监控需求的基础上,首先设计了以工控机为控制核心及以PCI数据采集控制卡为输入和输出模块的数据采集控制系统,接着分别设计了以软起动器为启停控制设备的动力电机电器控制线路及采用直接启动方式的风冷器电器控制线路,继而基于LabVIEW开发了可实现高速数据采集及实时控制的试验台监控系统软件,最后依据相关设计搭建了管片拼装试验台监控系统. 监控系统运行结果表明,硬件运算高速、可靠,软件设计合理、有效,该系统在试验台的操作过程及管片高效拼装方法的研究过程中发挥了重要作用.     

基于模糊滑模切换控制的PMSMS弱磁调速控制策略

针对表贴式永磁同步电主轴(PMSMS)弱磁控制方案中,主轴系统调速性能欠佳的问题,提出一种基于模糊滑模切换控制(FSMSC)的超前角弱磁调速策略。在转速误差大于设定阈值时,使用模糊控制器实现主轴转速快速趋近给定值,利用模糊控制的特点对控制器进行实时的参数调整,使系统具有更强的鲁棒性;在转速误差小于设定阈值时,使用趋近律滑模控制器提高系统抗干扰能力,减小加工过程中因负载突变造成的加工误差,进一步增强系统鲁棒性。实验结果表明,基于FSMSC的超前角弱磁调速策略能有效抑制定子电流震荡以及电磁转矩脉动,并且控制器对抖动因子参数敏感性低,参数调节便捷,在实际加工中具有重要意义。     

汽车离合器IPPD方法研究

汽车离合器是汽车传动系统的重要起步元件。其传统的设计方法没有在整个产品开发过程中将性能要求、产品特性、工艺过程及过程能力有机地融合,没有考虑离合器产品参数合理的公差范围以及生命周期内尺寸的变化,因此很难满足大规模生产的离合器转矩传递能力和踏板操纵特性的要求。通过建立基于功能—产品特性—工艺及过程能力的汽车离合器IPPD （integrated product and process design,集成产品工艺设计）方法,分析离合器产品特性及工艺参数公差对转矩传递能力和踏板操纵特性的影响,提出了建立精确的传动系统动力学模型的方法,给出了转矩传递能力和踏板操纵特性与产品特性及工艺参数公差的映射关系;在满足可制造性和可装配性的设计要求下,建立了产品特性与工艺过程及参数变化的循环映射关系,采用基于过程能力的稳健公差设计方法进行工艺方案和工艺参数优化。采用所提出的离合器IPPD方法可以更好地使产品满足性能要求,从而为提高离合器设计精度和可靠性提供支撑,为开展离合器的智能设计建立基础。     

基于神经网络PID控制器的压铸机压射速度控制系统的设计

目的 通过神经网络PID控制器,提高铸件过程中对压铸机压射速度的准确控制,以改善铸件的品质.方法 首先,从压射系统的结构出发,分析其工作过程,通过输入电压求取电液伺服装置的传递函数,利用比例阀所受压力,计算其端口流量,进而完成压射系统的建模.然后,以STM32F103RE处理器为核心,配以输入电路、反馈电路等外围单元,...     

电机无速度传感器控制技术在包装生产线中的应用

目的 为提高自动化包装生产线的产品效率和质量,简化传动系统结构,改善永磁同步电机控制系统性能。方法 提出一种基于滑模观测器的无速度传感器控制技术,建立永磁同步电机数学模型。在此基础上,设计一种滑模自适应观测器,可用于观测定子电流和转子磁链,同时给出一种I/F启动策略。通过仿真和实验对系统性能进行验证。结果 仿真和实验结果表明,所述控制方法不仅可以解决电机启动问题,而且采用滑模观测器能够较好地实现转速跟踪,进而确保转子位置准确性。在实际应用中,可将横封横切机构的切点偏差控制在0.4mm以内,平均偏差只有0.2mm。结论 无速度传感器控制系统具有响应速度快、调速性能好、鲁棒性强等特点,可以确保电机速度、位置控制精度,进而降低整个控制系统的冗余性、不稳定性,适合包装、仿真、印刷等场合使用。     

基于GSSEC的开关磁阻电机驱动的海洋绞车主动升沉补偿控制方法

针对目前采用交流变频电机驱动的海洋绞车主动升沉补偿方式存在起动电流大、效率低和能耗大等不足,提出采用开关磁阻电机（switched reluctance motor,SRM）驱动的主动升沉补偿控制方式。首先,建立了开关磁阻电机的数学模型;然后,结合海洋绞车主动升沉补偿的同步控制要求,提出了基于渐进稳态控制信号误差控制（gradual steady state control signal-error control, GSSEC）的开关磁阻电机调速控制方法,并分析了该控制方法的基本原理、具体设计方法及其控制参数的优化方法;最后,对开关磁阻电机调速控制方法的效果进行了仿真分析和试验验证。结果表明：基于GSSEC的开关磁阻电机调速控制方法不仅对时变给定转速有较高的跟踪精度,而且对负载扰动具有较强的鲁棒性,有效提高了海洋绞车主动升沉补偿控制的精度。研究结果对促进海洋绞车主动升沉补偿控制功能的应用具有重要意义。