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《吉林大学》 2019年
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混联式两挡AMT客车模式切换协调控制研究

崔皓勇  
【摘要】:行星混联混动客车作为混合动力客车的重要组成部分,能够实现良好的燃油经济性,具备较高的发展潜力。受技术水平及控制难度等多方面因素限制,采用单行星排的简单行星混动系统在推广与发展过程中暴露出不少问题,如机械点后寄生功率、电机高速时高温、纯电动动力性不足等。本文所研究的混联两挡AMT客车,在增加湿式离合器及AMT变速箱等部件,克服简单行星混动系统缺点的同时,导致系统结构复杂,控制难度增大,系统模式切换时易产生冲击,对整车行驶平顺性产生不良影响,这就对复杂混动系统模式切换过程的控制提出了更高要求。本文针对混联两挡AMT系统所代表的复杂行星混动系统模式切换动态品质控制这一科学问题,开发基于分层分段控制架构集成模型预测控制理论的模式切换协调控制策略,以提升复杂行星混动系统的整车行驶平顺性。首先,基于复杂行星混动系统固有的动力学特性,对混联两挡AMT混动系统模式切换过程进行动力学分析。根据行星混动系统双自由度特性所蕴含的转矩分流特性,将动力系统分为行星齿轮机构内部及行星齿轮至驱动轮两部分分别进行动力学分析,结合行星齿轮杠杆法,确定模式切换过程中各部件控制目标,为模式切换协调控制提供控制基础。其次,采用数据驱动建模与机理建模相结合的混合建模方法建立兼具准确性与仿真快速性的混联两挡AMT系统动态模型。基于实车采集数据,利用神经网络建立发动机全时神经网络动态模型;基于参数辨识方法,采用增扭、降扭工况分别辨识并结合的方式,建立电机一阶惯性模型;在对部件结构特点及工作机理分析的基础上,分别建立湿式离合器机理模型、两挡AMT变速箱机理模型、集成离合器转矩的行星齿轮机构模型;集成上述模型得到混联两挡AMT系统动态模型,为控制策略验证提供准确快速的计算环境。最后,基于分层分段控制架构结合模型预测控制理论开发混联两挡AMT系统模式切换协调控制策略。以整车冲击度、离合器滑磨功、AMT变速箱换挡时间构建模式切换品质评价体系,针对典型模式切换过程不同的特点,分别开发基于分层控制架构及分段控制架构的模式切换控制策略,并结合模型预测控制理论,对典型模式切换过程实施最优控制,离线仿真及在线验证表明所开发模式切换协调控制策略效果显著,混联两挡AMT系统的模式切换品质得到有效保证。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:U469.7

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