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AMT协调控制及半实物仿真研究
| 论文题名： | AMT协调控制及半实物仿真研究 |
| 关键词： | 机械式自动变速器;分层协调控制;离散最优预见;半实物仿真 |
| 摘要： | 随着汽车电控系统的日益复杂，传统的串行模式开发流程费时费力，已经不再适合现代汽车电控系统的开发。将半实物仿真技术用于变速器控制单元(TCU)的软件开发、测试及数据匹配等阶段，可以在试验之前，对控制策略和算法进行验证，以缩短产品开发周期，减少开发成本，提高开发质量。因此对电控机械式自动变速器(AMT)进行半实物仿真研究具有一定的理论意义和工程应用价值。 AMT属于非动力换挡，在换挡过程中存在动力中断问题。为改善AMT换挡品质，实现车辆平稳起步，本文制定换挡过程分层协调控制策略，提出离合器和选/换挡电机执行机构的位置控制算法，并搭建以变速器和选/换挡电机执行机构为实物的半实物仿真试验台架。主要完成的工作内容如下： （1）首先基于Matlab/Simulink/Simdriveline工具箱搭建AMT传动系统物理模型，包括驾驶员模型、发动机MAP图模型、离合器扭矩传递模型、变速器物理模型以及整车纵向动力学模型； （2）按照AMT工作方式，将换挡过程分为离合器分离、选换挡和离合器接合3个阶段。以1挡升2挡为例，建立 AMT换挡过程各阶段的动力学模型，并据此分析不同阶段换挡冲击产生的机理。在此基础上，制定换挡过程分层协调控制策略，其中上层用于计算换挡时机，中层用于决定换挡时序，底层用于控制执行机构动作； （3）针对AMT系统中的电子节气门和选/换挡电机执行机构，基于线性二次型最优控制理论和线性矩阵不等式处理方法，提出离散化的位置最优预见控制算法。采用状态转移法构建包含目标信号的扩大误差系统，避免了对系数矩阵求差分。并分别搭建以节气门和选/换挡电机执行机构为实物的半实物仿真试验台架。在此基础上，进行离线仿真和半实物仿真试验，结果表明本文所提的离散最优预见控制算法对参数不确定性和外界干扰的敏感性较低，鲁棒性较强； （4）分析基于Matlab/RTW环境的单机型RTWin Target和双机型xPC-Target的实时仿真方案的异同点。采用基于RTWin Target环境的EZ-Link实时仿真平台，搭建AMT半实物仿真模型，并对汽车的起步、加速和制动工况进行仿真试验，试验结果表明本文所设计的协调控制策略能够实现车辆平稳起步，且在车辆加速和制动工况时，能够及时换挡，并且冲击度处于合理范围。 |
| 作者： | 陈志强 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张邦基 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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