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AMT换挡过程故障诊断的SDG模型及实现

孟冬梅  
【摘要】:自动机械变速器(AMT,Automated Manual Transmission)是基于干式离合器和机械变速器的自动变速器。近年来,以其低成本、高传动效率、有效减少驾驶疲劳等优势,在重型越野车辆上得到了广泛的应用。AMT是集机、电、液及自动控制理论的工程应用于一体的复杂产品,先进的故障诊断算法是AMT系统开发的关键技术之一。 符号有向图(SDG,Signed Directed Graph)模型是描述大规模复杂系统的一种有效方式,近年来,关于SDG模型的研究逐渐成为热点,并在故障诊断和安全评价等方面取得了一定的成果。SDG模型通过节点和有向边清晰地表示了系统中各个变量之间的相互影响关系,为研究故障的传播以及及时地发现故障源提供了模型依据。本文正是将SDG模型引用到AMT系统换挡过程的故障诊断中,具体内容如下: 首先,介绍了自动变速器的功能及常见分类,并介绍了自动变速器未来的发展趋势。然后对车辆故障诊断技术以及AMT故障诊断技术的发展进行了详细的分析。 其次,根据驱动方式的不同,对AMT进行了分类,并重点分析了本文的研究平台—电控液动AMT的结构和工作原理,依据逻辑顺序将AMT系统换挡过程划分为六个子阶段,分别为离合器分离阶段、主变速器摘空挡阶段、副变速器挂挡阶段、主变速器选位阶段、主变速器挂挡阶段和离合器接合阶段,详细分析了每个子阶段的工作过程,并分阶段描述了AMT系统换挡过程的常见故障。 然后,分别从整车传动系统动力学和自动操纵系统运动学两个方面对AMT系统换挡过程的六个子阶段进行数学建模。根据数学模型及相关的经验知识,建立AMT系统换挡过程六个子阶段的SDG健康模型。基于系统可观性和硬件平台,并依据相关的模型简化原则,对建立的SDG健康模型进行简化。 分别利用定性SDG模型方法和半定量SDG模型方法对AMT系统换挡过程的故障实例进行诊断。最后,以SDG简化模型为基础,建立AMT系统换挡过程故障诊断的Simulink模型,实现计算机智能诊断。结果表明,SDG模型方法对于AMT系统换挡过程的故障诊断有效且实用。


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