無縫切換雙速自動(dòng)變速器的建模仿真與控制

?

無縫切換雙速自動(dòng)變速器的建模仿真與控制

汽車變速器的主要任務(wù)是在車輛行駛過程中進(jìn)行換擋控制和能量轉(zhuǎn)換。本文針對(duì)變速器的研究主要集中在電動(dòng)汽車無縫切換雙速自動(dòng)變速器的建模、仿真和控制等方面。變速器包含了一個(gè)兩級(jí)行星齒輪組和兩個(gè)制動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過這種方式控制換擋操作。在換擋操作過程中，對(duì)電動(dòng)機(jī)的輸入功率和內(nèi)嵌的減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以此保證換擋的平順性。變速器的動(dòng)力學(xué)模型采用動(dòng)力學(xué)公式和行星齒輪運(yùn)動(dòng)方程構(gòu)成。整個(gè)動(dòng)力學(xué)模型根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程，采用仿真軟件Matlab/Simulink進(jìn)行仿真建模，并對(duì)變速器的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。本文所提出的變速器控制模型采用的控制算法主要基于兩個(gè)閉環(huán)控制器。這兩個(gè)閉環(huán)控制器在雙離合變速器內(nèi)，對(duì)變速器的轉(zhuǎn)矩輸出階段和慣性階段進(jìn)行控制。其中，一個(gè)控制器是單輸入、單輸出的線性反饋PID控制器進(jìn)行扭矩輸出控制；另一個(gè)采用優(yōu)化的多輸、入多輸出魯棒控制器進(jìn)行慣性控制。通過Matlab/Simulink仿真進(jìn)行驗(yàn)證的結(jié)果表明，所提出的變速器及其控制算法能夠提供一個(gè)平順的換擋操作，且不會(huì)產(chǎn)生過度振蕩現(xiàn)象。所提出的方法僅進(jìn)行了建模和軟件仿真，未來的工作將進(jìn)行實(shí)車試驗(yàn)，以此保證模型和算法的實(shí)時(shí)性和可靠性。另外，未來的工作重點(diǎn)是改進(jìn)魯棒控制器的魯棒性，并且需要抑制變速器的振動(dòng)和噪聲。

Saman Rahimi Mousavi et al.2014 American Control Conference（ACC）June 4-6，2014. Portland，Oregon，USA.

編譯：劉剛