（大学本科毕业论文机械工程设计与自动化专业）液压驱动的无级变速器控制.docx

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1、附件2、外文材料翻译译文液压驱动的无级变速器控制4.液压约束CVT的比率控制器(实践上)控制初级和次级压力。几个压力的限制，必须考虑到该控制器：1 .转矩限制Pa2P的扭矩，防止打滑的滑轮；2 .较低压力的约束PaP,以保持两个电路注满油。在这里，相当恣意的的PP1OW=3bar选择.为使有足够的油流QSa的附件电路和用于被动阀在该电路的一个适当的操作是必要的QSa大于最小流Qsa,最小。最小压力PS低4bar转证明是不够的；3 .上部压力限制PQPmax以防止损坏液压管路汽缸和活塞.因此，PPmaX=25barPS最大值=50bar;4 .液压约束PQ2P液压，以保证主电路能快速放掉够向漏和

2、次级电路可以提供足够的活动朝向初级电路.压力Pp,的扭矩和PS扭矩限制1依赖于关键的夹紧力FCrit方程(5).估计转矩TP是运用固定式发动机的的扭矩计算地图，变矩器特性和锁止离合器形式，随着惯性作用一同发动机轮和主齿轮箱轴.安全系数Ks=0.3绝对于估计最大的主转矩TPmaX已被引入到占上干扰估计转矩Tp,例如冲击负荷的车轮。然后带轮的夹紧力(相等的两个滑轮，而忽略了变速器效率)所需的扭矩传递变成了：因此，所产生的压力，可以很容易地运用公式推导(12)和(13)：如出一辙的夹紧安装已被以前运用参考。3实验台用于测量这款变速箱与测试车路。无滑移曾经完成，在任何这些实验中这项工作的次要目的是改进

3、比跟踪行为，夹紧安装维持不变。进一步的阐述制约4是基于质量守恒的定律初级电路。首先，该当指出，对于本阐述的走漏流量Qp,泄露漏和可紧缩长期可忽略不计相比。此外，它被再次提及，流量QSP与QPD永远不能不等于零，则在同一工夫。最后，可以选择交换的比率变化rcvt率经过比移rcvt,D所需的速率，这是由分层传动系统控制器指定。假如rcvt,DO且QSP=Oo约束4绝对于主滑轮电路然后导致以下关系的压力，hyd：其中APD,max是主阀的流路中由初级的最大开口气缸组成。以类似的方式，对于次级带轮电路压力PS的关系，HYD在约束4可以得出。这个约束是特别相关的，假如rcvtO,也就是说，假如从流量QS

4、P次级到初级电路必须为正并且结果，QPD=Oo这就液压驱动的CVT397的结果：Asp,max是主阀中的流道从次级最大开口到主电路。对于CVT的比率控制器的设计是有利的配制，以约束夹紧力，而不是压力方面。一个关联的夹紧力F,B与压力Pa,B和运用等式(12)和(13)这个结果的要求：最小滑轮夹紧力：5.控制设计假定在本节中，在每个工夫点t时，speedp(t)的比值rcvt(t)的初级压力峰值(t)和次级压力PS(t)的测量结果从已知的过滤和重建。此外，假定该无级变速器被安装在一个车辆传动系和所希冀的CVT比rcvt,D(t)和比值变化的所需速率rcvt,D(D由全体分层传动系统控制器指定。这

5、意味着，每个工夫点的约束反力可被确定。本CVT控制器的次要目的是完成的快速和精确的跟踪所需比例的轨迹。此外，控制器也应该是对干扰的控制性。一个重要的子目的是最大限制地进步效率。这是很合理的(和其他支持经过实验，3),要完成这个子目的夹紧力FP和FS的必须为越小越好，考虑在方程的要求(30)考虑在内。比例控制器的输入是受方程(31)的约束。约束Fa2Fa,最小有效进步1带轮的夹紧力的设定值，从而产生一个不良率的变化。这可以经过进步绝对带轮的夹紧来抵消力为好，运用基于模型的补偿条款中的比例控制器。运用IDE的形式，即用式(10),表达式的比例变化迫使闪点，比例和FS,比(图8)可以很容易地得出：其

6、中FShift,d是希冀的换档力，基本上之间加权利差异两个滑轮。如前所述，K取决于rs这又取决于FS的。这是一个隐式关系(FS,比例取决于FS),已处理由压力计算K测量。如今将显示在每一个工夫，两个夹紧力之一等于Fa,min,而其他确定的比值。用公式(30),(32)和(33)表示图8带约束补偿比例控制器次级夹紧力Fp,d和Fs,d由下式给出:实践上，该比例被控制在这样一种方式，移动力FSH1FT变得等于FShift,d。对于由此产生的换档力拥有所以：这适用于，只需夹紧力不会对它们的最大约束饱和（Fa,一F,min）o在Fa,ratio2F,max,Fa,d=Fa,max,Fshift=Fsh

7、ift,d的状况。因此，该换档速度是由于饱和执行器有限。（根据完成控制器，Fshift,d必须变速器的SPeCified.As动态到IDE的型号）都相当非线性，等效输入U引见，运用逆该井模型FShift,d的代表性：当13pI与单方的互补基本上是一个反馈线性化曲线。这将取消（已知的）非线性的变速器，max见，例如S1otine等。15。另外，设定值前馈被引入，这将降低受控的相位滞后系统呼应。由于模型不精确等要素（如下层锁模力的限制），max差异rcvt和rcvt之间,max会发生d：假如U代替Y以及获得良好的跟踪功能。线性反馈控制器基于该（违犯方程（IO）中，有惯性的知识被选定进行U参与，需求

8、至少一个第二顺序控制器。因此，运用的P1D控制器。比例控制是用于迅速减少错误，而集成所需的过程，以便跟踪斜坡设定值与零误差。某些微分作用证明有必要获得更大的波动裕度（少振荡呼应）。控制器完成如下：其中Ke0,1切换积分，并根据是一定条件下进一步解释。控制器的微分作用只作用于所测CVT信号，以避免在给定值的阶梯式变化的过度控制呼应。此外，一个高频极点已被添加到该过程的操作，以防止过度的频率在高频率。控制器参数P,I和D已被调谐手动。在执行器饱和的（由于最大的力约束）状况下，闭环有效地打破（测量rcvt曾经不反应的变化,u）。这会导致功能下降，由于控制器的积分器的值继续成长。这个所谓的积分器积分饱

9、和是不可取的。有条件的抗饱和机制已加入饱和时期限制积分器的值：假如任饱和压力（=,maxor=,max）,移动速度误差Y必然变大。抗积分饱和算法,确保波动，但跟踪行为会恶化。这是硬件限制其只能经过进步变换器来处理和液压系统的硬件。有条件的抗饱和与一个标准的（线性）的优点算法是线性方法需求调整的良好表现，而条件办法没有。此外，有条件的算法的功能亲密类似于一个良好的线性调零件制。6 .实验结果作为无级变速器曾经在测试车辆曾经完成，在车载实验上的滚子长凳曾经进行调整和验证新的比率控制器。为了防止非同步的油门和CVT比操作，油门踏板信号（见图1）具有被用作输入的验证明验。协调器将跟踪发动机的最大效率运

10、转点。在巡航控制的一种半强迫降举动背出了在一个单一的参考实验已进行的50公里每小时后跟一个踏板的速度。记录的踏板角度（参见图9）已被施加到所述协同控制器。这种方法取消了有限的人力驱动的可反复性。图10的上图显示了从速度的测量计算出的CVT比反应利用方程（1）,描画的跟踪误差。由于这是一个相当苛刻实验，跟踪信号是足够的。可以得到更好的跟踪功能更光滑的设定点，但反应的特点将变得不那么分明为好。图11示出了初级和次级带轮压力。最后的主峰在误差信号（大约T=1.5秒）是饱和的二次压力（下图11地块），由于泵的过流限制。一个更快的初步反应是必需的，液压硬件的顺应是必要的。初始快速降挡后，比再次降档之前达

11、到设定值（大约T=7次）。在转移一切变动方向（T=1.3,T=1.6和87.5s）发生绝对大批的过冲，这表明，该积分抗饱和算法表现良好。看着在T附近的初级压力=15秒，它可以被观察到，这压力峰值反复高于其设定值。此行为是由功能限制主压力控制器。所开发的控制器，保证只要一个当时带轮压力设定值上降低于其低限，并且只完成希冀的比率。图9踏板输入的CVT动力总成图IOCVT速比呼应和跟踪误差，辐板髡半降档图11初级和次级带轮压力，辑板髡半降档图12新控制器的滑轮压力设定值减去低的限制这被可视化在图12中。更高的夹紧力导致更多的损失无级变速器10,只需没有宏观滑移发生。次要缘由是油泵电力需求（大约与压力

12、呈线性），并在带本身，这既添加而损失增大夹紧压力，经过测量16作为支撑。因此，该控制用具有用于进步CVT的效率的电位，绝对于基于非模型控制器。回顾图10,第二（正）峰的下图（之后的第一个负峰值由于执行器饱和）代表的比例呼应的超调，由于移动方向变化。这个量描画了控制器的跟踪功能好，并且将被用于评价控制器的功能。超调在这里计算作为（正的）最大的比例误差：最大（rcvt,d-rcvt）o另外，均匀绝对误差（I/N）的IrCVt-d,rcvt（在10秒的呼应的N个数据点）将用于比较的结果。异样的实验曾经执行用于在控制器上几个变化。对于每一个这些变型，一切约束都仍施加，但有些在补偿方面比控制器已被暂时关

13、闭（在图8中的垂直箭头所示）。结果进行了比较的结果为总控制器和在图13中被描画。将要处理的状况下，有：1 .一切前馈和补偿的（总量）。2 .没有设定值前馈（断），rcvt,d=0等式（37）。3 .没有关键（无皮带打滑）扭矩约束补偿（T排版关），Ftorque=Oo4 .无液压约束补偿（hydr样图关），Fa,液压二0。5 .无扭矩传递，也不液压约束补偿（T,hydr样图关）,Ftorque=O,Fa,液压二0。它是立即肃清一切的替代品，与一切前馈总控制器和在上段所述（总量）补偿器功能最佳，这意味着一切控制器方面拥有尽可能降低跟踪误差了积极的贡献。开关关闭或液压约束补偿项（hydr排版关闭）或

14、转矩传递补偿器（T补偿关闭）不会严重降低质量跟踪。但是,切换两个补偿关闭（T,hydr补偿关闭）不会引入大的跟踪误差。这发生，由于这两个约束的最大操作者取来计算补偿动作，并且假如一个约束补偿器是零，最大运算器的输入依然图13几个控制器的替代品冲和均匀绝对误差会是非零的，由于第二个约束。两个补偿器关掉同时有效地引入控制器输入U一个“死区”,其结果是分明的。与设定值前馈呼应关闭（off）中添加了错误的因产生反应的添加相位滞后。总的得到的结果开发的控制器显示出更好的跟踪行为（过冲和均匀绝对误差）和较低的瞬时滑轮压力（仅在比值的变化，如夹紧策略是相等的）与以前采用的控制器获得，按文献结果进行了比较。这

15、可能指示了可能改进新的CVT效率控制器如前所述。图14在针尖的变化在测试赛道的实验车辆图15CVT速比呼应和跟踪误差，道路尖端移位经过在主压力控制器的局限性。这种景象降低了最大减档的速度，并且是作为在t细微凸点=6.2s和t=8.2有形之前。如所呈现的实验的次要目的是展现一个新的比率控制器概念，实验皮带打滑时不断运用经过验证的钳位安装避免后面提到的。此外，网上基于模型的检测算法被运用，验证该。有两种方法来检测带从测量数据滑落线（不直接在滑轮的皮带的运转半径来计算所谓的几何测量比）的实验后已被运用。第一，它已被证明，假如CVT的范围几何比例可能不超过（r1owrcvtrod）o其次，最大转移CV

16、T的速度是有限的，由于有限的夹紧力和变速器的速度，看方程（10）。摩擦在推带的过度（宏观）滑移区域系数减小,滑差调速8。这将导致不波动的动态行为，因此速度滑将迅速添加，当AV-带的扭矩容量是exceeded.AS的比值从测量滑轮的速度，过快的比例变化（rcvt高值）可以指示皮带打滑。每次测量的结果都经过细心审查，其结果并没有显示皮带打滑影响的任何痕迹。图16初级和次级带轮的压力，道路尖端移位7 .结论一种新的比例控制器的金属推带式CVT用带液压夹紧系统被开发出来。在变速器和液压系统动态模型补偿的基础系统，设定值前馈和反馈线性化控制方面实施。反馈控制器是带有条件抗饱和PID控制器保护。总比值控制器保证，压力设定点中的至少一个总是以最少的绝对于他的约束而另一种是上