自动离合器起步接合速度模糊控制研究
计算机技术应用《机电技术》２０ｌＯ年第４期
根据上文分析，离合器的接合速度遵循“快一
慢一快”的原则。针对接合过程中的关键阶段，即
“慢”接合阶段，在离合器从动盘转速由Ｏ开始
增加时，ｒ值由１开始减小，此时离合器主、从动
盘转速差大，离合器应该缓慢，防止由于接合过快，引起发动机转速突变。随着接合的完成，离合器主、从动盘转速差逐渐减小，转速比ｒ也逐
渐减小，接台速度可以逐步提高。另一方面，当
驾驶员意图值大时，接合速度应该快，反之当驾驶员意图值小时，接合速度应该慢。所以得出了如表
２所示的接合速度控制规则。
表２接合速度控制规则
．６
．３
０
３
６
（２）Ｅｂｅｌｔａ
ｖｔ
：
ｍ
ｂ岫
（４）ｖｃ
图３输入输出变量隶属度函数
３．２建立隶属度函数
根据以上定义和控制规则，在缸ｚｚｙＴＥＣＨ中建立了模糊控制系统，相应的隶属度函数如图３所示离合器接合速度三维图形如图４所示，并自
动生成了支持Ｍｃｕ的ｃ语言文件，同时在ＡｖＲｓｔＩｌｄｉｏ下对生成的代码进行了离线仿真，给
定输入变量不同的值，模糊控制器根据所制定的模糊规则，计算各输入变量的隶属度，最后得出
图４接合速度三维图形
Ｖｃ的精确值，软件结构简单。
４
总结
１．Ｏ０Ｂｎ６０４ｎ２ｎ０
（１）Ｂｅｌｔａ
对离合器接合速度进行控制，目的是保证汽
车起步过程中发动机不熄火，减小离合器磨损，同时具有一定的舒适性。采用模糊控制算法，按照熟练驾驶员的经验法则制定控制策略。在软件仿真下，得到了理想的模糊推理接合速度，为下一步电控单元的开发提供的理论依据。
参考文献：
［１】葛安林．车辆自动变速理论与设计［Ｍ】．北京：机械工业出版社，１９９３．
【２】谢先平．汽车自动离合器接合过程控制策略研究【Ｄ】．哈尔滨：哈尔滨理工大学，２００９．
【３】颜克志，方宗德，张国胜．汽车离合器接合过程中的稳定性分析研究叨．机械科学与技术，２００７，２６（５）；．
【４】任小强．基于蛔ＴＥｃＨ的模糊控制理论应用研究（Ｄ］．西安；西北工业大学，２００６．
作者简介：米世生（１９７２年一），男，工程师，研究方向：发动机、变速器、离合器等。
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自动离合器起步接合速度模糊控制研究
作者：米世生
作者单位：上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心,广西,柳州,545007
刊名：
机电技术
英文刊名：MECHANICAL & ELECTRICAL TECHNOLOGY
年，卷(期)：2010，33(4)
被引用次数：0次
参考文献(4条)
1.葛安林车辆自动变速理论与设计 1993
2.谢先平汽车自动离合器接合过程控制策略研究 2009
3.颜克志.方宗德.张国胜汽车离合器接合过程中的稳定性分析研究 2007(5)
4.任小强基于fuzzyTECH的模糊控制理论应用研究 2006
相似文献(10条)
1.期刊论文许男.崔胜民.XU Nan.CUI Sheng-min基于模糊技术的自动离合器起步控制研究-机械设计与制造2010(3)
针对自动离合器起步控制进行研究,建立了离合器的接合动力学模型和离合器动态摩擦力矩模型,分析了离合器的接合过程.应用模糊控制技术对自动离合器在车辆起步时的接合过程进行控制,并通过建立SIMULINK模型时控制系统进行仿真.结果表明,该控制系统避免了起步冲击和不能很好适应驾驶员起步意图的问题.
2.学位论文陈俐汽车AMT自动离合器接合过程的动力学与控制研究2000
与液力自动变速器(AT)和无级变速器(CVT)相比,机械自动变速器(AMT)的制造成本要低得多,且结构简单,安装方便,市场潜力巨大.作为AMT系统中的一个重要功能模块,当前自动离合器在技术开发中存在的主要问题包括:复杂工况下起步失败、冲击剧烈、换档不平稳、摩擦片寿命缩短和响应迟滞过大等.该文围绕问题的关键,即离合器接合过程瞬态响应作了深入的理论分析和试验研究.该文提出以系统综合的方法来研究AMT自动离合器的非线动力学与控制.该文采用最小值原理进行多目标最优控制,首次得到以解析式表达的多目标综合最优轨线.微分几何理论为非线性动力系统的分析提供了有力的工具.针以过一典型的仿射非线性系统,通过反馈线性化方法构建微分流形,得到了原系统的相伴形.在实施非线性控制中,该文首次将δ算子及其在频域上对应的Δ变换引入到汽车电子控制领域.该文分别对自动离合器系统的虚拟样机仿真和实车试验.
3.期刊论文陈俐.张建武.习纲.CHEN Li.ZHANG Jian-wu.XI Gang自动离合器的自适应最优控制-上海交通大学学报2000,34(10)
起步工况是汽车AMT系统自动离合器最佳接合规律研究的难点．经分析，油门开度、发动
机状况、档位、载荷等是影响接合品质的主要因素．对发动机状态进行非线性参考模型自适应监测，
可以有效地防止发动机熄火或失速．滑摩功和冲击度是相互制约的性能指标，本文建立综合最优目
标泛函，根据极小值原理，实行最优控制．影响接合过程的参数在最佳接合规律中表达为显式形式，
便于精确控制和深入分析各种因素对接合过程影响的动力学机理．通过实验和仿真分析，比较典型
工况下不同操作方式的接合品质，表明自适应最优控制有效，可行．
4.学位论文胡宏伟湿式自动离合器接合过程特性的研究2008
自动变速系统是现代汽车技术发展的重要方向之一，湿式自动离合器是汽车自动变速系统中的重要部件，对其接合控制和接合过程的特性进行深入研究，对于提高我国汽车关键零部件的研发水平，促进国产自动变速器行业发展具有重要的意义。本文针对国内汽车自动离合器技术的发展现状，结合理论研究和实际项目的需要，从提高离合器的接合品质和使用寿命的研究目标出发，沿着优化控制方法和改善设计参数两个研究思路，重点对湿式离合器接合过程动力学建模、接合过程最优控制、接合过程中抖动和稳定性、接合过程中热负荷等方面进行了系统深入的研究。
第一章阐述了论文研究的背景和研究的意义，分析了汽车自动离合器的控制、接合过程抖动、接合过程热负荷、离合器试验台等国内外研究现状和目前存在的问题，最后给出了论文的主要研究内容及章节安排。
第二章建立了湿式多片离合器接合过程系统动力学模型。首先介绍了自动变速汽车传动系统模型及湿式离合器的结构和工作原理，通过对湿式离合器接合过程的分析，建立了接合过程中汽车传动系统动力学模型，并对模型中的参数进行了分析，最后建立了自动湿式离合器的液压执行机构的力学模型和控制模型。
第三章对离合器接合过程优化控制策略以及执行机构跟踪控制方法进行了研究。首先对离合器接合品质进行了研究，指出离合器的接合品质主要与离合器接合过程的摩擦转矩变化有关。然后根据接合过程动力学模型，建立了以摩擦转矩变化率为控制变量的接合过程控制系统的状态空间方程，并以冲击度和滑磨功作为二次型性能指标，通过权重系数来调整控制策略，利用最优控制理论，得到具有干扰矩阵情况下的摩擦转矩最优轨迹。其次，针对摩擦力矩的不可观测以及液压执行机构的非线性，采用滑模控制理论对具有干扰的离合器控制系统设计了滑模控制器，实现对离合器接合最优轨迹的跟踪，提高了控制的精度和控制系统的鲁棒性。最后，以换档品质综合性能系数为适应函数，研究了利用遗传算法对双离合器接合过程的现有控制方案进行参数优化的方法。
第四章对离合器接合过程中的抖动机理及接合稳定性进行了研究。首先研究了离合器摩擦力矩及其仿真模型，其次建立了离合器接合过程的4自由度传动系统扭转振动模型，从自激振动的角度，分析了离合器抖动产生的机理。并通过对摩擦系数变化线性化，探讨了离合器接合过程中系统的稳定性。最后通过仿真分析了摩擦系数斜率、静摩擦系数、传动系统阻尼、刚度以及接合压力波动等参数对离合器抖动的影响，为改善离合器摩擦特性以及传动系统设计提供了参考。
第五章对离合器接合过程摩擦副的热负荷进行了研究。首先分析了离合器接合过程热流量的产生，建立了离合器轴对称热传导模型和热弹性模型
，并确立了边界和初始条件，接着采用有限元方法对温度场和应力场进行耦合求解，并结合离合器接合过程动力学模型，并对某接合工况下的计算结果进行了分析。最后讨论了压力控制方案、转速负载、摩擦副结构和材料参数对热负荷的影响，得到了一些重要的结论，为离合器摩擦副设计提供了有益的参考。
第六章对离合器性能试验台设计进行了介绍。首先对试验台的设计要求进行了分析。然后介绍了LHZ型离合器试验台系统组成和试验台原理，重点对电能量回馈、电惯量模拟、温度测量等试验台几个关键技术进行了研究。最后介绍了试验台的软件系统。
5.期刊论文王保华.范文亭.罗永革.Wang Baohua.Fan Wenting.Luo Yongge城市客车自动离合器接合规律仿真及
应用-湖北汽车工业学院学报2005,19(3)
分析了城市客车离合器接合过程,设计了自动离合器的接合规律,计算了一档起步、行驶换档和爬坡行驶等行驶特性下自动离合器的控制参数,并运用Cruise软件进行了汽车建模和仿真.仿真结果表明,该接合规律在保证汽车加速性的条件下,达到了满足汽车起步平顺、减小摩擦功和降低冲击度等性能指标.
6.期刊论文张雄华.周雅夫.宋振寰.ZHANG Xiong-hua.ZHOU Ya-fu.SONG Zhen-huan电机驱动式自动离合器控制与
试验-天津汽车2005(1)
开发了以直流电机驱动的离合器电控操纵系统,分析了车辆起步时的离合器接合过程和评价指标,根据电机驱动式自动离合器的特点,制定了离合器的控制策略,并采用PD控制算法实现了离合器的慢接合控制,并在牡丹MD6601中型客车上进行了实车试验,取得了满意的控制结果.
7.学位论文程东升电机驱动自动离合器接合过程的动力学特性及控制研究2003
电控机械自动变速器(AMT)以其传动效率高、成本低和易于制造等优点在自动变速器家族中占有重要的位置.作为AMT系统中的一个关键部件,当前自动离合器在技术开发中存在的主要问题包括:复杂工况下起步失败、冲击剧烈、换档不平稳、摩擦片寿命缩短和响应迟滞过大等.该文围绕电控离合器的核心技术—动力学特性和控制技术进行了深入的理论分析和大量的实验研究.针对汽车系统动力学模型复杂,和强非线性等特点,该文的电控离合器系统采用了分层控制策略,即由上层专家最优模糊控制器和下层非线性执行器组成.上层专家模糊控制器在熟练驾驶员经验和实验的基础上,运用大型多刚体软件ADAMS,在满足冲击度和滑摩功综合最优的前提下,总结出离合器最佳接合规律.而下层执行器跟踪来自上层的指令,车辆在行驶过程中是一个典型的时变系统,因此有必要应用鲁棒性强而且算法简捷的滑模控制技术,以克服系统的非线性和不确定性.另外,为了克服电机执行机构与控制系统的延迟,构造了快速神经网络对发动机转速进行预测.
8.期刊论文何忠波.张培林.李国章.孔庆春载重汽车自动离合器坡道起步控制策略与试验研究-军械工程学院学
报2004,16(2)
根据坡道起步时离合器的接合特性,将离合器接合过程分为3个阶段,分别选取不同的控制参数和控制策略,实现了电机驱动式自动离合器在不同坡道下的起步控制.经试验证明:该控制策略可以适应驾驶员的起步意图,达到了起步冲击度和滑磨功综合控制的目的,取得了满意的控制效果.
9.期刊论文何忠波.席军强.陈慧岩.刘耿电机驱动式自动离合器起步控制试验研究-农业机械学报2003,34(6)
通过在离合器接合过程的不同阶段分别选取不同的转速信号为控制参数,采用PD控制方法,实现了AMT车辆在不同工况下的起步控制要求.试验结果表明,该控制策略可以适应驾驶员的起步意图、离合器和发动机参数的改变以及外界行驶环境的变化,取得了令人满意的控制效果.
10.学位论文席军强无刷电机驱动的自动离合器及其控制策略研究2001
该文深入分析了离合器接合过程中的车辆动力学,分析了摩擦转矩传递过程、摩擦转矩的影响因素、驾驶意图对摩擦转传递过程的影响、离合器接合过程对冲击度的影响、离合器接合过程对离合器接合过程对离合器寿命的影响,提出了离合器接合器接合过程的自适应接合控制策略.针对ASCS中被广泛采用的液压(气压)驱动机构存在着结构复杂、制备精度要求高、成本高等问题,考虑到军用车辆使用环境要求的特殊性,尝试以低价格的无刷直流电机来代替液压油缸(气缸),以便降低系统成本、提高系统可靠性.结合离合器控制策略的需要对无刷直流电机驱动的自动离合器进行了可行性研究,讨论了无刷直流电机的静、动态特性,分析了无刷电机的控制方法,证明了无刷电机驱动的自动离合器是现实可行的.为了试验研究离合器自适应控制策略和无刷直流电机驱动离合器的可行性,结合YW531H履带装甲输送车的机械传动系统,设计了主离合器无刷电机驱动机构,并根据离合器控制策略和无刷直流电机控制的需要,分析了离合器控制算法,设计了以摩托罗拉32位机为核心的控制电路和控制软件.
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下载时间：2011年3月16日