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《江苏大学》 2009年
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基于Fuzzy-PID的CVT综合控制策略研究

夏晶晶  
【摘要】: 无级变速器特别是金属带式无级变速器的应用前景非常好,研究和发展无级变速传动技术有着非常重要的意义。目前国内外的研究对于金属带传动机理和液压控制系统工作特性对传动效率以及控制性能的影响等问题不够重视,这些都制约了金属带式无级变速传动的动力性、经济性等各项性能的进一步提高,也使金属带式无级变速传动的传动效率处于较低水平。针对这些问题,本文做了如下工作: 首先,建立金属片推力分布和金属环张力分布的数学模型,分析金属环的张力和金属片间的推压力在转矩传递中起到的作用。建立金属带传动几种主要功率损失的数学模型,并通过仿真试验的方法得出提高金属带传动传动效率的有效方法。 建立夹紧力、速比液压控制系统的数学模型,分析液压控制系统的滞后特性对无级变速器的控制性能的影响;分析液压控制系统中造成功率损失的主要部件的功率损失情况,重点对供油泵和比例溢流阀匹配问题造成的功率损失进行数学建模,分析功率损失机理。对上述问题提出一些改进措施。 根据金属带式无级变速器的两种不同工作模式,动力模式和经济模式,分别制定发动机最佳经济性工作路线和发动机最佳动力性工作路线,为实现无级变速器的实时匹配做好准备工作。 然后,在充分考虑液压控制系统的工作特性、金属带传动的传动机理以及发动机与金属带式无级变速器的匹配等情况的基础上设计金属带式无级变速器综合控制策略,提出基于模糊PID的夹紧力控制策略,基于滞后特性的速比控制策略,基于分段控制的湿式离合器起步控制策略,基于传动效率的液力变矩器工作策略,基于发动机制动的无级变速汽车车速控制策略,而且通过约定各个控制策略的工作范围,协调相互关系。 最后,将南汽研究院的原MG—ROVER的传动系统试验台进行改造,并结合dSPACE/Simulator建立基于HIL的能够模拟道路试验的无级变速传动试验台。后期为了进一步验证以上研究工作,将研究的金属带式无级变速器电液控制系统在Fiat的Paliol.3L轿车上装车进行道路试验。通过试验结果分析可以得出,各项控制策略在充分考虑液压控制系统的工作特性等情况的基础上能够较好的提高汽车的各项性能。 本文的创新点在于: (1)通过数学建模分析金属带传动的功率损失机理,得出转矩比对于金属带传动的传动效率有较大的影响,通过合理的控制夹紧力可以使转矩比保持在理想的状态下,进一步提高金属带传动的传动效率。 (2)通过数学建模分析、试验验证的方法,论证液压控制系统滞后特性和功率损失问题对金属带式无级传动控制性能以及传动效率的影响,并提出多路混合的电磁阀驱动方法等相应的有效措施。 (3)提出基于模糊PID的夹紧力控制策略,模糊计算目标夹紧力,合理控制夹紧力,减少带组摩擦等造成的功率损失,提高传递效率。 (4)提出基于滞后特性的速比控制策略,根据驾驶员意图分别对从动轮转速信号和速比控制阀驱动信号进行修正,提高急加速时汽车的驾驶性能以及缓加速时汽车的燃油经济性。 (5)提出基于分段控制的湿式离合器起步控制策略,根据各阶段工作特点设计有针对性的控制方法,提高了无级变速汽车的起步性能。提出基于发动机制动的无级变速汽车车速控制策略,在下长坡特殊工况下进一步发挥了无级变速传动的作用。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U463.212

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 薛殿伦;吴军;程金接;杨凯;;道路摩擦阻力变化时CVT综合控制策略[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2012年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘文光;商用汽车电控机械自动变速器智能控制技术研究[D];江苏大学;2010年
2 张树培;金属带式无级变速器耦合问题研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 贺成明;基于模糊免疫PID的金属带式无级变速器速比控制研究[D];天津大学;2010年
2 吴军;金属带无级变速器的模型建立与控制策略的研究[D];湖南大学;2012年
3 韩林森;CVT液压控制系统建模与仿真[D];西华大学;2012年
4 杨凯;金属带式CVT夹紧力控制及液压控制系统的仿真分析[D];湖南大学;2012年
5 田孝云;电控机械式自动变速器智能控制技术研究[D];长安大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 文凌波,王玉海,李兴坤,薛春宇;基于MATLAB/STATEFLOW的AMT控制策略仿真系统[J];车辆与动力技术;2005年01期
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10 望运虎;杜志岐;李吉元;;越野车辆T.C.+AMT换挡过程主离合器控制策略研究[J];车辆与动力技术;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李艳杰;张昱;;基于AMESim的B型液压半桥与液压系统仿真[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 丁晨;;大方坯连铸机滑动水口液压系统温度高解决方案[A];2011年第九届全国连铸学术会议论文集[C];2011年
3 程大伟;邢科礼;金侠杰;;电液比例控制器的设计[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
4 冀宏;张继环;王东升;张玮;刘小平;;滑阀矩形节流槽阀口的流量系数[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
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6 黄银萍;唐志勇;;工程机械电液比例阀控制系统模糊PID控制器研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
7 邱艳峰;于立娟;刘荣升;高英杰;;智能化泵车臂架电液操控技术的开发研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
8 于今;张雅楠;乔正明;;3000吨液压矫直机电液比例位置控制系统仿真研究[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
9 祝惠一;周忆;陈文胜;;高功率密度船舶舵机动态特性优化设计[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
10 李兴成;;基于单片机的注塑机控制器设计[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨新桦;金属带式无级变速器控制系统和控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
2 吴晓刚;基于磁粉离合器的汽车起步控制策略研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
3 刘文光;商用汽车电控机械自动变速器智能控制技术研究[D];江苏大学;2010年
4 徐志鹏;高压气动比例减压阀的结构优化与特性研究[D];浙江大学;2010年
5 傅林坚;大流量高响应电液比例阀的设计及关键技术研究[D];浙江大学;2010年
6 聂勇;新型可编程电液比例控制器关键技术研究[D];浙江大学;2010年
7 张志刚;关于湿式离合器几个工作特性研究[D];浙江大学;2010年
8 张树培;金属带式无级变速器耦合问题研究[D];吉林大学;2011年
9 逄淑一;面向主观评价的汽车动力学建模研究[D];吉林大学;2011年
10 张建国;双离合器式自动变速器控制品质评价与优化[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑珊珊;带流量稳定器的先导式比例减压阀设计研究与特性分析[D];山东科技大学;2010年
2 岳光亮;基于液压制动行星调速软起动系统的研究设计[D];山东科技大学;2010年
3 于振涛;矿用液压支架搬运车辆结构设计与液压驱动系统性能研究[D];山东科技大学;2010年
4 王坤;液体粘性传动研究及应用[D];山东科技大学;2010年
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6 明五一;液力变矩变速器自动换档控制技术研究[D];郑州大学;2010年
7 方立辉;4G94D4发动机电喷系统台架匹配试验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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9 魏建;面向纠偏工况的盾构机载荷模型及仿真研究[D];大连理工大学;2010年
10 田元锁;自动变速器模糊控制系统[D];合肥工业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜正根,剧引芳,陈明鉴,范永华;HN7030微型汽车胶带无级变速传动装置试验研究[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1995年02期
2 秦贵和,葛安林,魏达,戴逸松;电控自动变速器档位决策神经网络方法[J];兵工学报;1997年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘文光;商用汽车电控机械自动变速器智能控制技术研究[D];江苏大学;2010年
2 罗勇;金属带式无级变速传动系统匹配控制研究[D];重庆大学;2010年
3 胡建军;汽车无级变速传动系统建模、仿真及其匹配控制策略研究[D];重庆大学;2001年
4 杨亚联;金属带无级自动变速传动的关键问题研究[D];重庆大学;2002年
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7 付铁军;金属带式无级变速传动器智能控制技术研究[D];吉林大学;2004年
8 张聚;混杂系统理论及在非线性系统中的应用研究[D];浙江大学;2005年
9 刘振军;基于人—车—路环境下的汽车电控机械自动变速智能控制研究[D];重庆大学;2005年
10 周美兰;轿车无级变速器综合模糊控制研究[D];哈尔滨理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郜可峰;金属带式CVT试验测控与光电扭矩传感器的研究[D];吉林大学;2004年
2 袁明;基于数控技术的CVT电液控制系统研究[D];吉林大学;2004年
3 毕乾坤;AMT换档特性仿真系统的研究[D];吉林大学;2004年
4 姜凤翔;电控机械式自动变速汽车起步控制与磨损补偿[D];重庆大学;2004年
5 周正华;基于曲线曲面上的几何造型方法研究[D];西北工业大学;2005年
6 院义锋;金属带式无级变速器速比控制的试验研究[D];吉林大学;2005年
7 郭彦颖;CVT车辆中发动机建模与整车动力性仿真分析[D];吉林大学;2005年
8 汪新国;金属带式无级变速传动液压控制系统设计方法研究[D];重庆大学;2005年
9 谢先平;汽车无级变速传动系统建模与控制策略仿真研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
10 黄琥;无级变速器电液控制系统研究开发[D];湖南大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 周丹;李泽容;贾舒媛;韩玲;;无级变速器电液系统软件技术开发[J];中山大学学报(自然科学版);2014年03期
2 郝允志;孙冬野;林毓培;;无级变速器夹紧力控制方法的可靠性[J];中国机械工程;2014年12期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 安颖;金属带式无级变速器传动特性及其综合控制技术研究[D];吉林大学;2012年
2 赵璐;商用车AMT控制策略及试验研究[D];吉林大学;2012年
3 王建忠;商用车机械式自动变速器控制策略关键技术研究[D];吉林大学;2014年
4 曹成龙;金属带式无级变速器夹紧力及速比控制技术研究[D];湖南大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈志刚;基于锥轮位移的无级变速器传动比控制方法研究[D];吉林大学;2012年
2 张秀秀;电控机械式自动变速器智能控制与仿真的研究[D];兰州理工大学;2012年
3 陆磊;摩擦球面式IVT传动系统的建模、仿真及控制研究[D];武汉理工大学;2012年
4 吴军;金属带无级变速器的模型建立与控制策略的研究[D];湖南大学;2012年
5 田孝云;电控机械式自动变速器智能控制技术研究[D];长安大学;2012年
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9 王迎;重型车辆自动变速器液压操纵系统换挡过程研究[D];武汉理工大学;2013年
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中国期刊全文数据库 前10条
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10 王向东;万有特性曲线的计算机图形处理及其方法[J];内燃机工程;1987年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 胡建军;汽车无级变速传动系统建模、仿真及其匹配控制策略研究[D];重庆大学;2001年
2 付铁军;金属带式无级变速传动器智能控制技术研究[D];吉林大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 谯艳娟;汽车纵向动力学系统控制方法的研究[D];重庆大学;2004年
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1 郭江霞;任家骏;吴凤林;张明;;齿轮式无级变速传动的发展前景[J];机械管理开发;2007年01期
2 李保平;;公路工程机械无级变速器的变速原理及传动特性分析[J];内蒙古科技与经济;2007年02期
3 裘熙定,王红岩,杨志华,周云山;轿车金属带式无级自动变速传动技术发展现状与趋势[J];汽车技术;1998年04期
4 胡国良,徐兵,杨华勇;无级变速传动系统速比的模糊控制[J];机床与液压;2004年03期
5 魏鹃;;新型电气无级变速传动技术研究进展[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年10期
6 孙付春;;无级变速传动技术的研究[J];煤矿机械;2009年09期
7 杨为,秦大同;金属带式无级变速传动系统振动固有频率研究[J];农业机械学报;2000年05期
8 辛洪兵;;无级变速谐波传动原理与传动比计算[J];机械传动;2006年01期
9 贾利国;;金属带式无级变速传动液压系统设计及仿真[J];机电工程;2007年02期
10 桂乃磐;罗佑新;;金属带式无级变速传动装置的金属块受力分析的比较研究[J];机械传动;2007年02期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 王刘芳;北京新能源汽车产销将年超万辆[N];北京日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 夏晶晶;基于Fuzzy-PID的CVT综合控制策略研究[D];江苏大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪新国;金属带式无级变速传动液压控制系统设计方法研究[D];重庆大学;2005年
2 谢先平;汽车无级变速传动系统建模与控制策略仿真研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
3 侯智新;油门动态变化时无级变速传动系统速比控制策略[D];重庆大学;2007年
4 林治楠;金属带式无级变速轿车的动态建模与性能仿真[D];哈尔滨理工大学;2007年
5 张海欧;牵引式无级变速传动机理研究[D];重庆大学;2007年
6 国琛;基于无级变速器的飞轮助力传动系统研究[D];重庆大学;2009年
7 王锋;齿轮啮合式无级变速传动系统动力学仿真[D];中南林业科技大学;2011年
8 杜亮;回流式无级自动变速传动液压系统参数设计[D];重庆大学;2008年
9 迮素芳;回流式无级自动变速传动系统的设计方法研究[D];重庆大学;2006年
10 贺成明;基于模糊免疫PID的金属带式无级变速器速比控制研究[D];天津大学;2010年
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