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金属带式无级变速器模糊-PI复合速比控制研究及整车性能评价

作　者: 栾文博
导　师: 周云山
学　校: 湖南大学
专　业: 车辆工程
关键词: 金属带式无级变速器模糊—PI复合速比控制整车性能评价无级变速整车仿真平台
分类号: U463.212
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 76次
引　用: 1次
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内容摘要

随着汽车工业的蓬勃发展,设计更加安全、环保、舒适、节能的现代汽车才能适应时代发展的要求。汽车无级变速技术能够减轻驾驶员的劳动强度,提高行车安全性,提高驾驶的平顺、舒适性,使汽车在行驶过程中经常处于良好的性能状态,改善汽车排放,是理想的汽车变速装置。金属带式无级变速器具有较大的功率传递容量、较高的传动效率、较长的使用寿命等特点,是目前世界上应用最为广泛的无级变速器。金属带式无级变速器依靠金属带钢片推力传递转矩,不断改变主、从动带轮上金属带的工作半径,实现速比的连续变化,有效地控制发动机的工作点,实现变速器与发动机的最佳匹配,提高了整车的动力性与燃油经济性。本文首先介绍了金属带式无级变速器的基本结构、工作原理以及关键控制技术。然后针对汽车金属带式无级变速器速比控制的非线性和时变性的特点,本文设计了模糊—PI复合速比控制系统,既利用了模糊控制鲁棒性强，能适应被控对象非线性和时变性的优点,又利用了PI控制消除稳态误差,提高控制精度,以此来适应无级变速速比控制的需要。文章将模糊—PI复合控制与经典PID控制进行了仿真比较,证实了模糊—PI复合速比控制的优越性。本文通过无级变速传动系动力学分析,以国内某自主车型为研究对象,利用Matlab/Simulink建立了由发动机模型、带锁止离合器的液力变矩器模型、无级变速传动系及道路负载模型、驾驶员模型、速比控制模型组成的无级变速整车仿真平台,并在整车仿真平台的基础上设计了动力性、经济性评价仿真模型,通过仿真不但验证了模糊—PI复合速比控制能够很好地跟踪目标速比,具有良好的动态响应和较高的稳态控制精度,而且显示了装备无级变速器后,整车动力性和经济性均有所改善。文章最后介绍了针对无级变速器的台架和动态速比试验,根据试验数据,验证了模糊—PI复合速比控制方法的可行性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-20
  1.1 前言  10-11
  1.2 无级变速器的发展及应用现状  11-15
    1.2.1 无级变速器的发展  11-14
    1.2.2 金属带式无级变速器在国内的研究应用现状  14-15
  1.3 金属带式无级变速器的优势及发展方向  15-18
    1.3.1 金属带式无级变速器的优势  15-17
    1.3.2 无级变速的发展方向  17-18
  1.4 论文的主要研究内容  18-20
第2章金属带式无级变速器的工作原理及关键控制技术  20-31
  2.1 金属带式无级变速器的基本结构及工作原理  20-25
    2.1.1 金属带式无级变速器的基本结构  20-22
    2.1.2 金属带式无级变速器的工作原理  22-25
  2.2 金属带式无级变速器的关键控制技术  25-30
    2.2.1 速比控制  25-27
    2.2.2 夹紧力控制  27-28
    2.2.3 带锁止离合器的液力变矩器控制  28-30
  2.3 本章小结  30-31
第3章基于模糊—PI复合控制的速比控制策略  31-46
  3.1 PID速比控制策略  31-35
    3.1.1 PID控制原理  31-35
    3.1.2 PID—速比控制器  35
  3.2 模糊—PI复合速比控制策略  35-43
    3.2.1 模糊控制策略  35-39
    3.2.2 模糊—PI复合速比控制器  39-43
  3.3 模糊—PI控制与经典PID控制的仿真对比分析  43-44
  3.4 本章小结  44-46
第4章金属带式无级变速动力学分析及整车仿真平台搭建  46-67
  4.1 金属带式无级变速传动系匹配计算  46-47
    4.1.1 最大速比及二级减速比的确定  46-47
    4.1.2 最小速比的确定  47
  4.2 金属带式无级变速传动系动力学分析  47-51
  4.3 无级变速整车仿真平台搭建  51-59
    4.3.1 发动机模型  51-56
    4.3.2 带锁止离合器的液力变矩器模型  56-57
    4.3.3 模糊—PI复合速比控制模型  57-58
    4.3.4 无级变速传动系及道路负载模型  58
    4.3.5 驾驶员模型  58-59
  4.4 金属带式无级变速整车仿真平台及仿真分析  59-66
    4.4.1 金属带式无级变速整车仿真平台  59
    4.4.2 仿真分析  59-66
  4.5 本章小结  66-67
第5章金属带式无级变速整车动力性、燃油经济性评价  67-81
  5.1 金属带式无级变速整车动力性评价  67-71
    5.1.1 汽车动力性评价指标  67-68
    5.1.2 动力性评价仿真模型及仿真结果  68-71
  5.2 金属带式无级变速整车燃油经济性评价  71-80
    5.2.1 汽车燃油经济性评价指标  71-73
    5.2.2 燃油经济性评价仿真模型及仿真结果  73-80
  5.3 本章小结  80-81
第6章金属带式无级变速器速比控制试验  81-86
  6.1 无级变速器台架速比控制试验  81-83
    6.1.1 无级变速器台架试验系统  81-82
    6.1.2 无级变速器台架速比控制试验数据  82-83
  6.2 无级变速器动态速比跟踪试验  83-85
  6.3 本章小结  85-86
结论  86-88
  1. 工作总结  86-87
  2. 创新点  87
  3. 展望  87-88
参考文献  88-91
致谢  91-92
附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)  92

金属带式无级变速器模糊-PI复合速比控制研究及整车性能评价

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