本文關鍵詞：AMT電動選換擋控制系統(tǒng)的研究

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【摘要】：電控機械式自動變速器(Automated Mechanical Transmission,AMT)是在干式離合器和軸式齒輪變速器的基礎上加裝電子控制系統(tǒng),具有傳統(tǒng)手動變速器的優(yōu)點且實現了換擋操縱的自動化,因此在自動變速器產品中占有十分重要的位置。選換擋控制系統(tǒng)的性能直接決定了AMT產品能否在良好的換擋品質下實現自動換擋。因此,對電動選換擋控制系統(tǒng)的研究非常必要。本文的主要工作包括:(一)換擋過程理論分析。對不同階段換擋品質的影響因素進行了分析,確定了換擋過程同步階段為換擋品質控制的關鍵階段;根據手動換擋執(zhí)行機構的結構形式,對撥叉軸自鎖、互鎖阻力進行了受力分析,得到了自鎖阻力與撥叉軸軸向位移的數學表達式;根據慣性鎖環(huán)式單錐同步器的工作原理,建立了同步器系統(tǒng)的數學模型,通過對同步過程進行受力分析,得到了同步器鎖止同步階段主、從動軸部分的數學模型,并依據同步過程滑磨功率的許用值,確定了同步階段換擋力的約束條件。(二)電動換擋試驗裝置的研究。綜合考慮換擋時間、位置精度及空間布置限制等因素,提出了試驗臺的設計方案,完成了電動機類型、結構、驅動方式及PWM控制方式的選擇,在此基礎上建立了換擋過程執(zhí)行電機的數學模型,通過在Matlab/Simulink中建立試驗臺仿真模型對選擋、換擋過程進行仿真試驗的方法確定了傳動機構幾何參數。利用UG軟件建立了試驗臺三維模型并通過運動仿真驗證了設計的試驗臺方案可行。(三)電動換擋控制方法的研究。根據自動換擋對控制系統(tǒng)的要求,提出了電動換擋系統(tǒng)的控制目標,對無刷直流電機控制系統(tǒng)及采用的不同PID控制算法進行了研究,最終確定了三種選換擋電機控制方法并在MATLAB/Simulink中分別建立了對應的系統(tǒng)離線仿真模型,對執(zhí)行電機在空載及負載條件下進行了仿真試驗,結果表明,選定的三種控制方法均可行,但在控制效果及其實現的難易程度上存在差異;采用選換擋電機雙閉環(huán)控制方法,開發(fā)了電動換擋系統(tǒng)離線仿真模型,并在不同換擋工況下進行了離線仿真試驗。試驗結果表明該控制方法下系統(tǒng)控制器滿足換擋過程對位置和時間的控制要求,且具有較好的運行協(xié)調能力。(四)電動換擋系統(tǒng)實時仿真試驗。為進一步研究電動換擋系統(tǒng)控制方法的控制性能,文中采用執(zhí)行電機開環(huán)控制方法,借助dSPACE與MATLAB/Simulink軟硬件平臺,開發(fā)了換擋控制策略,建立了系統(tǒng)控制器的實時仿真模型,并利用搭建的AMT電動換擋系統(tǒng)快速控制原型試驗臺,完成了不同換擋工況下的實時仿真試驗。試驗結果表明開發(fā)的換擋控制策略可行,該控制方法下系統(tǒng)控制器能夠實現對換擋執(zhí)行機構的位置控制,滿足選換擋運動要求并具有良好的運行協(xié)調能力。
【學位授予單位】：上海工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.212

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本文編號：1238103