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工程車輛四參數(shù)換擋單片機(jī)控制系統(tǒng)研究
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本站編輯：admin 日期： 2010-07-06 19:08 點擊：次
【中文摘要】:
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【中文摘要】本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目（59705005）“工程車輛液力機(jī)械傳動系統(tǒng)的電子節(jié)能控制研究”及教育部骨干教師基金項目“提高工程車輛液力機(jī)械傳動系統(tǒng)動力性與經(jīng)濟(jì)性的電控方法研究”，主要針對以往工程車輛液力機(jī)械傳動系統(tǒng)，自動變速換擋規(guī)律的研究中把工作泵所消耗的發(fā)動機(jī)功率當(dāng)作固定值考慮，沒有反映工作泵消耗功率的變化情況，不能準(zhǔn)確把握發(fā)動機(jī)功率的流向這一問題，提出了四參數(shù)換擋規(guī)律，并進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要包括以下內(nèi)容： 1．綜述車輛自動變速發(fā)展歷程及分析工程車輛傳動系統(tǒng)特性介紹了目前車輛自動變速器的特點，按照其不同的分類，綜述了各自的特點及發(fā)展歷程，以及國內(nèi)、外的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢及在工程車輛中的應(yīng)用情況。指出了工程車輛二參數(shù)和三參數(shù)的換擋規(guī)律存在的不足，即沒有考慮工作泵所消耗發(fā)動機(jī)功率的變化，因而不能準(zhǔn)確地把握發(fā)動機(jī)動力的流向，難以獲得較好的自動換擋效果。同時還概括了工程車輛自動變速的關(guān)鍵技術(shù)，即包括換擋規(guī)律的確定，換擋品質(zhì)的保證，系統(tǒng)可靠性技術(shù)和仿真與實驗技術(shù)。并且闡述了液力變矩器的特性，研究它在工程車輛液力機(jī)械傳動系統(tǒng)中的作用及外界負(fù)載的變化對其工況產(chǎn)生的影響，總結(jié)了以往解決液力變矩器效率低的方法。介紹了工程車輛自動變速系統(tǒng)的組成。2．換擋規(guī)律的研究介紹了工程車輛自動換擋原理（最佳動力性換擋原則，最佳經(jīng)濟(jì)性換擋原則）及二者之間的關(guān)系，并且提出了擋位決策原理。之后介紹了目前換擋規(guī)律的種類及其發(fā)展。汽車的換擋規(guī)律包括單參數(shù)換擋規(guī)律，兩參數(shù)換擋規(guī)律，三參數(shù)換擋規(guī)律。但是由于工程車輛的特殊性，不能一成不變的把汽車換擋規(guī)律應(yīng)用到工程車輛，所以分析了汽車換擋規(guī)律在工程車輛上的應(yīng)用狀況，比較了工程車輛的作業(yè)工況與汽車行駛工況的不同之處。概括了現(xiàn)有的工程車輛換擋規(guī)律主要采用的控制算法，并對這些方法的特點進(jìn)行了簡單的概述。從液力變矩器和變速器在車輛傳動系統(tǒng)中的作用出發(fā)，通過<WP=71>對整個傳動系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，深入地探討了利用變速器換擋來控制液力變矩器在高效區(qū)工作可能性。并在此基礎(chǔ)上得到了四參數(shù)換擋規(guī)律�？偨Y(jié)歸納了四參數(shù)換擋規(guī)律的特點及意義。3．自動變速控制系統(tǒng)的計算機(jī)建模及仿真系統(tǒng)仿真是在系統(tǒng)分析與設(shè)計、新產(chǎn)品的開發(fā)、新理論的檢驗等方面進(jìn)行研究時必不可少的研究工具和研究手段。文中闡述了將計算機(jī)仿真應(yīng)用于自動變速系統(tǒng)開發(fā)中的目的和意義，概括了計算機(jī)仿真的基本內(nèi)容，指出了計算機(jī)仿真與試驗的關(guān)系。提出了本文的仿真任務(wù)，明確了建模原則，確定了仿真的結(jié)構(gòu)，并根據(jù)建模假設(shè)條件，建立了車輛傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型。通過采用系統(tǒng)辨識的方法得到了發(fā)動機(jī)數(shù)學(xué)模型和液力變矩器數(shù)學(xué)模型；通過分析車輛的各種行駛阻力，得到了仿真系統(tǒng)的載荷模型；在此基礎(chǔ)上建立了車輛傳動系統(tǒng)的動力學(xué)方程。又根據(jù)四參數(shù)換擋規(guī)律確立了換擋控制模型，最后在Matlab/Simulink圖形建模技術(shù)的支持下，進(jìn)行了車輛傳動系統(tǒng)動力學(xué)仿真實驗。仿真實驗的結(jié)果表明四參數(shù)換擋規(guī)律可以通過變速器換擋來保持液力變矩器在高效區(qū)工作。4．單片機(jī)控制系統(tǒng)的開發(fā)本文結(jié)合國家“211工程”所建大型設(shè)備“工程車輛電控系統(tǒng)試驗臺”，應(yīng)用日立H8S/2626芯片，建立了單片機(jī)控制系統(tǒng)。在此控制系統(tǒng)中，由于要采集液力變矩器的渦輪轉(zhuǎn)速和泵輪轉(zhuǎn)速，以及工作泵的壓力，發(fā)動機(jī)油門開度4個信號，并且考慮今后系統(tǒng)的擴(kuò)展，設(shè)計了4路模擬信號輸入接口，2路數(shù)字信號輸入接口，2路中斷輸入接口，以及2路數(shù)字脈沖輸出接口。開發(fā)中使用了HEW（Hitachi Embedded Workshop）作為軟件系統(tǒng)開發(fā)工具，此工具類似于MCS-51系列單片機(jī)的Keil C51編譯、調(diào)試軟件，是基于C語言基礎(chǔ)上的開發(fā)工具，應(yīng)用靈活，使用簡便。由于在程序中加入了在線控制與檢測的功能，使單片機(jī)換擋控制實驗簡便易行，功能強大。為今后單片機(jī)換擋實驗奠定了基礎(chǔ)，為換擋規(guī)律的進(jìn)一步開發(fā)、實驗研究提供了方便有效的研究工具，對換擋規(guī)律研究成果的應(yīng)用與轉(zhuǎn)化具有十分重要的意義。
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