工程機(jī)械是我國(guó)機(jī)械工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，它在能源、水利、交通、國(guó)防建設(shè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大作用，工程機(jī)械行業(yè)的設(shè)計(jì)和制造水平反映了一個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力和綜合技術(shù)水平。通過對(duì)工程機(jī)械產(chǎn)品智能化控制的研究，提高工程機(jī)械及其動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的智能化控制性能，可大大提高工程機(jī)械產(chǎn)品的高新技術(shù)含量，使其具有更好的性價(jià)比。 帶作業(yè)裝置的自行式工程機(jī)械，即工程車輛，因其作業(yè)條件與作業(yè)狀況復(fù)雜多變，采用各種新的檢測(cè)、控制技術(shù)改善其動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的性能，使其在各種作業(yè)工況下作業(yè)更具智能化，效率更高，從而更大地減輕工程車輛駕駛員的作業(yè)疲勞強(qiáng)度。工程車輛作業(yè)時(shí)需克服很大的工作阻力，因而其不僅需要具有良好的動(dòng)力性能，還需具有良好的牽引性能，保證機(jī)械發(fā)揮足夠的牽引力，且發(fā)動(dòng)機(jī)始終處于高效區(qū)工作，提高整車的經(jīng)濟(jì)性能，降低作業(yè)成本。 工程車輛的智能變速技術(shù)是目前工程車輛亟待研究和解決的核心技術(shù)之一。工程車輛智能變速技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入智能化時(shí)代，控制策略的不斷改進(jìn)成為工程車輛自動(dòng)變速技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)。 目前工程車輛智能換擋及換擋策略等問題仍未徹底解決。在國(guó)內(nèi)，工程車輛智能換擋控制研究尚處于臺(tái)架試驗(yàn)階段；在國(guó)外，自動(dòng)控制方面的技術(shù)水平領(lǐng)先于我國(guó)，已處于實(shí)際應(yīng)用階段，但其智能換擋研究仍然不是十分完善，采用智能換擋控制的工程機(jī)械產(chǎn)品還沒有廣泛地應(yīng)用。 本論文通過對(duì)工程車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)及采用仿人智能模糊控制方法等多方面進(jìn)行綜合研究，以提高工程車輛智能換擋的綜合性能，使工程車輛能夠根據(jù)其行駛速度與負(fù)載變化狀態(tài)智能換擋，并使發(fā)動(dòng)機(jī)、液力變矩器與運(yùn)行工況相匹配，在保證最佳作業(yè)效率的前提下，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能的目的，為工程車輛智能化換擋控制的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施奠定基礎(chǔ)。本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50075033)“工程機(jī)械智能自動(dòng)變速技術(shù)研究”的資助。 論文以典型工程車輛ZL50裝載機(jī)為樣機(jī)，對(duì)其動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析并建立了力學(xué)模型；將仿人智能模糊控制方法應(yīng)用于工程車輛的智能換擋控制，確定了工程車輛變速系統(tǒng)的基于仿人智能模糊控制的自動(dòng)換擋策略；應(yīng)用MATLAB／SIMULINK軟件，對(duì)ZL50裝載機(jī)變速系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)建模和仿真；通過臺(tái)架試驗(yàn)及結(jié)果分析，驗(yàn)證了系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的正確性和仿人智能模糊控制方法在工程車輛智能變速系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性；以具有對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的良好的適 摘要 應(yīng)性、在線實(shí)時(shí)性、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、作業(yè)工況全局最優(yōu)性等性能為目標(biāo)的 仿人智能模糊控制，對(duì)目前工程車輛智能換擋控制的各種控制策略進(jìn)行了分析 總結(jié)，給出了各控制策略的優(yōu)、缺點(diǎn)及智能換擋的控制模塊。 1、結(jié)合國(guó)內(nèi)外車輛自動(dòng)變速技術(shù)及智能控制技術(shù)等資料，分析了工程車輛 的作業(yè)特點(diǎn)及發(fā)展前沿，論述了自動(dòng)變速技術(shù)的發(fā)展歷史，總結(jié)出目前研究開 發(fā)車輛自動(dòng)換擋系統(tǒng)的重大意義。同時(shí)介紹了自動(dòng)換擋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理。針對(duì) 自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，就車輛自動(dòng)變速方面的換擋控制策略及其發(fā)展歷程、現(xiàn) 狀，進(jìn)行了詳盡的分析。提出本文主要研究?jī)?nèi)容，即研究工程車輛動(dòng)力傳動(dòng)系 統(tǒng)性能、結(jié)構(gòu)及匹配，從系統(tǒng)工程和綜合分析的觀點(diǎn)，提出了采用仿人智能模 糊控制的方法提高工程車輛智能變速的新途徑。 2、以典型工程車輛Z腸O裝載機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了性 能分析，并建立了數(shù)學(xué)模型。動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)合X6130柴油機(jī)建立了數(shù)學(xué)模型并進(jìn) 行了仿真試驗(yàn)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了性能分析。給出了液力變矩 器的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合YJ355液力變矩器對(duì)其性能進(jìn)行了分析。重點(diǎn)在發(fā)動(dòng)機(jī)與 液力變矩器的合理匹配上進(jìn)行了分析研究，分別選用帶全制式調(diào)速器的柴油機(jī) 及帶兩極式調(diào)速器的柴油機(jī)與液力變矩器進(jìn)行匹配及性能對(duì)比分析，首次提出 在工程車輛上采用兩極調(diào)速器和不可透或透穿性小的液力變矩器的觀點(diǎn)，并對(duì) 其共同工作特性進(jìn)行了分析研究，證明方案可行。 3、針對(duì)工程車輛的作業(yè)特點(diǎn)提出了自動(dòng)變速的換擋原則，提出以車輛最佳 牽引性能、動(dòng)力性能及兼顧燃油經(jīng)濟(jì)性為換擋控制原則。對(duì)仿人智能控制HSIC (Human simulating玩telligent Control)方法進(jìn)行了詳盡的性能分析，該控制方 法具有分層遞階的信息處理和決策機(jī)構(gòu)、在線的特征辯識(shí)和特征記憶、開環(huán)與 閉環(huán)綜合控制、定性決策與定量控制相結(jié)合的多模態(tài)控制等基本特點(diǎn)。首次將 仿人智能控制與模糊控制方法相結(jié)合應(yīng)用于工程車輛的智能換擋控制，確定了 工程車輛變速系統(tǒng)的基于仿人智能模糊控制的自動(dòng)換擋策略，以工程車輛速度 變化趨勢(shì)為換擋控制參考項(xiàng)，采用雙輸入、單輸出(即以車速及發(fā)動(dòng)機(jī)油門開 度為輸入量，以變速器擋位為輸出量)的控制方法，以控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、作 業(yè)工況全局性能最優(yōu)、在線實(shí)時(shí)性為控制原則，對(duì)復(fù)雜工程車輛變速系統(tǒng)進(jìn)行 了控制性能的分析研究。 4、應(yīng)用M戶JLAB/SIMUUNK軟件，對(duì)ZLSO裝載機(jī)變速系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài) 建模和仿真。以油門開度和車速為控制輸入量，以發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速為輸出量， 建立了x613o柴油發(fā)動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)仿真模型。以發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)輸出轉(zhuǎn)速、變速器擋 位、輸出轉(zhuǎn)速為輸入信號(hào)，以傳動(dòng)系輸出?
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2004
【中圖分類】：TH243
【部分圖文】：

第六章智能換擋控制策略對(duì)比性分析采用某種集成智能控制方法，加速度信息即可入量的減少對(duì)控制器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、對(duì)減少被測(cè)制執(zhí)行時(shí)間，具有重要意義。管工程車輛作業(yè)工況復(fù)雜多變，對(duì)推土機(jī)而言向工況等頻繁交替進(jìn)行，工況轉(zhuǎn)化時(shí)間較短，駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。模糊控制對(duì)控制信息離線控制，由于作業(yè)工況，導(dǎo)致控制策略出現(xiàn)偏差，自適應(yīng)性能下降。是智能控制的基本而適用的控制方法，但對(duì)于輛的自動(dòng)換擋被控系統(tǒng)，采用模糊控制方法未方案�？刂频墓こ誊囕v智能換擋控制模塊如圖6一2所

第六章智能換擋控制策略對(duì)比性分析采用某種集成智能控制方法，加速度信息即可由入量的減少對(duì)控制器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、對(duì)減少被測(cè)對(duì)制執(zhí)行時(shí)間，具有重要意義。管工程車輛作業(yè)工況復(fù)雜多變，對(duì)推土機(jī)而言，向工況等頻繁交替進(jìn)行，工況轉(zhuǎn)化時(shí)間較短，頻駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。模糊控制對(duì)控制信息離線控制，由于作業(yè)工況的，導(dǎo)致控制策略出現(xiàn)偏差，自適應(yīng)性能下降。是智能控制的基本而適用的控制方法，但對(duì)于更輛的自動(dòng)換擋被控系統(tǒng)，采用模糊控制方法未必方案�？刂频墓こ誊囕v智能換擋控制模塊如圖6一2所示。

再勵(lì)信號(hào)圖65工程車輛模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法所具有的學(xué)習(xí)功能收斂速度較慢，即使一個(gè)簡(jiǎn)單百次甚至上千次的學(xué)習(xí)才能收斂，且不能保證收斂效果最優(yōu)。所以法適合先離線大樣本學(xué)習(xí)，再在線應(yīng)用，這樣可以提高車輛在線控。程車輛作業(yè)工況復(fù)雜多變，突發(fā)而無規(guī)則載荷頻繁出現(xiàn)，這使神經(jīng)自學(xué)習(xí)控制響應(yīng)輸出時(shí)間受到影響，所以該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制局限工況最優(yōu)，而非全局作業(yè)工況最優(yōu)，有待于進(jìn)一步完善。者查閱了相關(guān)資料，完全意義智能控制的在線(real一time)實(shí)時(shí)控應(yīng)在1/2O秒之內(nèi)，而目前人工智能控制在線響應(yīng)時(shí)間在0.5一1秒之在線控制實(shí)時(shí)控制。之，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制適用于復(fù)雜系統(tǒng)的控制，己被廣泛應(yīng)用于航工業(yè)、日常生活等方面，且性能較好。在工程車輛自動(dòng)換擋控制方管目前已有嘗試，進(jìn)一步完善是有一定研究和使用價(jià)值的。于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的工程車輛智能換擋神制模塊加圖6一6所示。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 趙克利;馬樂;劉跡遠(yuǎn);;工程車輛智能換擋規(guī)律的仿真[J];中國(guó)公路學(xué)報(bào);2006年05期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 季小偉;使用主動(dòng)限滑差速器的輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)性能仿真[D];浙江理工大學(xué);2011年

2 康懷亮;工程車輛三參數(shù)動(dòng)力節(jié)能換擋規(guī)律研究[D];吉林大學(xué);2012年

3 傅麗賢;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輪式裝載機(jī)防滑差速器的控制研究[D];浙江理工大學(xué);2012年

4 黃國(guó)平;基于新型三參數(shù)的工程車輛動(dòng)態(tài)換擋規(guī)律研究[D];吉林大學(xué);2012年

5 朱海峰;重型商用車坡路換擋規(guī)律智能提取方法研究[D];吉林大學(xué);2013年

6 馬建輝;工程車輛三參數(shù)綜合換擋策略研究[D];吉林大學(xué);2013年

7 毛永波;基于路面狀態(tài)識(shí)別的輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)防滑研究[D];浙江理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2809252