【摘要】：液壓機(jī)械無級(jí)變速器(Hydro-mechanical Continuously Variable Transmission,簡稱HMCVT),通常由分流機(jī)構(gòu)與匯流機(jī)構(gòu)組成。發(fā)動(dòng)機(jī)功率通過分流機(jī)構(gòu)傳遞給機(jī)械路、液壓回路,機(jī)械部分傳遞一定的功率,液壓回路通過調(diào)節(jié)變量泵排量實(shí)現(xiàn)馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)。兩者傳遞的功率經(jīng)匯流機(jī)構(gòu)合并后輸出,驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)行走及相關(guān)負(fù)載的運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)了在一定輸入轉(zhuǎn)速下,HMCVT輸出轉(zhuǎn)速可連續(xù)調(diào)節(jié)。我校自主研發(fā)的液壓機(jī)械無級(jí)變速器通過在匯流機(jī)構(gòu)輸出端增加段位,擴(kuò)大了 HMCVT的傳動(dòng)比范圍,使其能夠滿足大功率拖拉機(jī)的使用。對(duì)于該HMCVT的應(yīng)用,首要解決的問題是其控制策略的制定,保證其裝載于拖拉機(jī)時(shí)可跟隨工況需要,自動(dòng)調(diào)節(jié)速比大小,滿足拖拉機(jī)作業(yè)行駛要求。為完成HMCVT控制策略制定,本文進(jìn)行了如下主要工作:1、根據(jù)HMCVT結(jié)構(gòu)原理,建立了系統(tǒng)仿真模型,包括機(jī)械路齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)仿真模型、液壓回路泵馬達(dá)閉式系統(tǒng)仿真模型、濕式離合器仿真模型;同時(shí)為了方便后期對(duì)控制策略的仿真,定義了接口模塊(控制規(guī)則),制定了變量泵排量調(diào)節(jié)規(guī)則、離合器(段位)切換規(guī)則,該模塊輸入值為Ratio,輸出為變量泵排量信號(hào)、段位的結(jié)合與斷開信號(hào),輸入、輸出存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。利用HMCVT系統(tǒng)仿真模型,進(jìn)行了HMCVT特性仿真,驗(yàn)證了模型建立的正確性。根據(jù)HMCVT傳動(dòng)比調(diào)節(jié)過程中液壓回路泵馬達(dá)油壓特性與轉(zhuǎn)速特性,證明了功率循環(huán)的存在,其會(huì)導(dǎo)致?lián)Q段前后馬達(dá)轉(zhuǎn)速突變、HMCVT輸出轉(zhuǎn)速降低,在后期進(jìn)行換段優(yōu)化時(shí)應(yīng)避開該轉(zhuǎn)速突變點(diǎn)。2、設(shè)計(jì)了基于最佳經(jīng)濟(jì)性工作曲線的控制策略,其核心為經(jīng)濟(jì)性工作曲線的確定、模糊控制器的設(shè)計(jì)。對(duì)于模糊控制器,其輸入為當(dāng)前油門踏板開度下的最佳經(jīng)濟(jì)性轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差,以及偏差變化率,輸出為Ratio,符合接口模塊的要求。在仿真環(huán)境中建立了該模糊控制器并進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明,該控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)HMCVT的控制,同時(shí)保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作于經(jīng)濟(jì)性工作曲線。3、為進(jìn)一步提升經(jīng)濟(jì)性控制策略,提出了基于駕駛意圖的經(jīng)濟(jì)性控制策略,該控制策略以模糊控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛意圖的識(shí)別,以PID控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)HMCVT目標(biāo)傳動(dòng)比的計(jì)算。通過聯(lián)合仿真分析,驗(yàn)證了該復(fù)合控制器設(shè)計(jì)的可行性與正確性。4、選擇了 S7-200PLC作為主控制器,搭建了試驗(yàn)臺(tái)架測(cè)控系統(tǒng)。結(jié)合功率循環(huán)對(duì)換段的影響,優(yōu)化了控制規(guī)則,避免了控制器輸出值穩(wěn)定于換段臨界點(diǎn)時(shí)HMCVT的頻繁換段,減小實(shí)際臺(tái)架試驗(yàn)室過程中換段的沖擊。根據(jù)控制規(guī)則編寫了段位切換、排量調(diào)節(jié)程序,根據(jù)兩種控制策略編寫了核心控制算法,為后期臺(tái)架試驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。5、分別對(duì)兩種控制策略進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn),結(jié)果表明,兩種控制策略都能很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)HMCVT速比的調(diào)節(jié)、段位的切換,保證發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作于經(jīng)濟(jì)性曲線。對(duì)于基于駕駛意圖的經(jīng)濟(jì)性控制策略,能根據(jù)不同的踏板變化速率,調(diào)節(jié)輸出值Ratio的變化率,反饋駕駛意圖。
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S219
【圖文】：

設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)十分接近。Ｗ．ＲＹＵ［１８］等人將發(fā)動(dòng)機(jī)、ＣＶＴ作為整體考慮，提出了新的ＣＶＴ逡逑速比控制關(guān)系圖。其根據(jù)ＣＶＴ液壓部分效率、機(jī)械傳動(dòng)部分效率與車輛當(dāng)前功率大逡逑小，計(jì)算了發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際需求功率，如圖１－２所示。結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性曲線與發(fā)動(dòng)機(jī)需逡逑求功率大小，確定了發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)經(jīng)濟(jì)性轉(zhuǎn)速，通過對(duì)比當(dāng)前車速，進(jìn)一步計(jì)算、確定逡逑了邋ＣＶＴ目標(biāo)傳動(dòng)比。通過計(jì)算ＣＶＴ效率的影響，該優(yōu)化的控制策略提升了車輛４．９％逡逑的燃油經(jīng)濟(jì)性。逡逑．Ｐ，逡逑山邐Ｔｋ？＊？邋＼Ｖ＼邋＼邋＾邐？邋ＣＶＴ邋ｉｎｐｕｔ邋ｐｏｉｎｔ逡逑２．邐，邋；一＿＼｛邋＼邋＊＼邋＼邐0邋ＣＶＴ邋ｏｕｔｐｕｔ邋ｐｏｉｎｔ逡逑＂邋~枺Ву義希蟈邋五五義希垮偉耍В矗懼澹巍鰣澹桑螅镥澹穡錚鰨澹蟈澹悖酰潁觶邋義希誨危椋玻澹誨巍義�？逦１邋：逦辶x希

本文編號(hào)：2763642