外文翻譯--液壓驅動的無級變速器控制 中文版

畢業(yè)設計（論文）外文資料翻譯 系別： 機械工程系 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班級： 姓名： 學號： 外文出處： Vehicle System Dynamics 附 件： 1、外文原文； 2、外文資料翻 譯譯文。 指導教師評語： 簽字： 年 月 日 附件 2、外文資料翻譯譯文 液壓驅動的無級變速器控制 4. 液壓約束 CVT的比率控制器（實際上）控制初級和次級壓力。幾個 壓力的限制，必須考慮到該控制器： 1. 轉矩限制 P P的扭矩，防止打滑的滑輪 ； 2. 較低壓力的約束 P P，以保持兩個電路注滿油。在這里，相當任意的的 PPlow=3bar選擇 .為使有足夠的油流 Qsa的附件電路和用于被動閥在該電路的一個適當的 操作是必要的Qsa大于最小流 Qsa，最小。最小壓力 Ps低 4bar轉 證明是不夠的 ； 3. 上部壓力限制 P P max以防止損壞液壓管路汽缸和活塞 .因此， Ppmax=25barPS最大值 =50bar； 4. 液壓約束 P P液壓，以保證主電路能快速放掉夠向漏和次級電路可以提供足夠的流動朝向初級電路 . 壓力 Pp，的扭矩和 Ps扭矩限制 1依賴于關鍵的夾緊力 Fcrit方程（ 5） .估計轉矩 Tp是使用固定式發(fā)動機的的扭矩計算 地圖，變矩器特性和鎖止離合器模式，隨著慣性作用一起發(fā)動機輪和主齒輪箱軸 .安全系 數 Ks=0.3相對于估計最大的主轉矩 Tpmax已被引入到占上干擾估計轉矩 Tp，例如沖擊負荷的車輪。然后帶輪的夾緊力（相等的兩個滑輪，而忽略了變速器效率）所需的扭矩傳遞變成了： Ftorque = cos() (| Tp| + ks Tp,max)/ 2 Rp (25) 因此，所產生的壓力，可以很容易地使用公式推導（ 12）和（ 13） ： 21 .Pt o r q u e pppAp cF (26) 2 01 .s t o r q u e s s s p r ssc k sP F FA (27) 一模一樣的夾緊裝置已被以前使用參考。 3 試驗臺用于測量這款變速箱與測試車路。無滑移已經實現，在任何這些實驗中這項工作的主要目標是改進比跟蹤行為，夾緊裝置維持不變。進一步的闡述制約 4是基于質量守恒的定律初級電路。首先，應當指出，對于本論述的泄漏流量 Q p ，泄露漏和可壓縮長期 oil pvV pp可忽略不計相比。此外，它被再次提及，流量 QSP與 QPD永遠不能不等于零，則在同一時間。最后，可以選擇替換的比率變化 rcvt率通過比移 rcvt ， D所需的速率，這是由分層傳動系統(tǒng)控制器指定。如果 rcvt ， D 0且 QSP = 0 。約束 4相對于主滑輪電路然后導致以下關系的壓力pp， hyd ： 2, m a x. . m a x 0.2p c v t dpoppdfvArpc A (28) 其中 APD， max是主閥的流路中由初級的最大開口氣缸組成。以類似的方式，對于次級帶輪電路壓力 Ps的關系， HYD在約束 4可以得出。這個約束是特別相關的，如果 rcvt0，也就是說，如果從流量 QSP 次級到初級電路必須為正并且結果， QPD= 0。這就 液壓驅動的CVT397的結果： 2, m a xm a x 0 ,2p c v t dpo i ls h y d p dspfvArppc A (29) Asp， max是主閥中的流道從次級最大開口到主電 路。 對于 CVT的比率控制器的設計是有利的配制，以約束夾緊力，而不是壓力方面。一個關聯(lián)的夾緊力 F，與壓力 P，和使用等式（ 12）和（ 13）這個結果的要求： , m i n , m a xF F F (30) 最小滑輪夾緊力： , m i n , , ,m a x , ,l o w t o r q u e h y dF F F F (31) 5.控制設計 假定在本節(jié)中，在每個時間點 t時，主 speed p （ t） 的比值 rcvt （ t）的初級壓力峰值（ t）和次級壓力 Ps （ t）的測量結果從已知的過濾和重建。此外，假定該無級變速器被安裝在一個車輛傳動系和所期望的 CVT比 rcvt ， D（ t）和比值變化的所需速率 rcvt ， D（ t）由整體分層傳動系統(tǒng)控制器指定。這意味著，每個時間點的約束反力可被確定。本 CVT控制器的主要目標是實現的快速和準確的跟蹤所需比例的軌跡。此外，控制器也應該是對干擾的控制性。一個重要的子目標是最大限度地提高效率。這是很合理的（和其他支持通過實驗， 3） ，要實現這個子目標夾緊力 Fp和 Fs的必須為越小越好，考慮在方程的要求（ 30）考慮在內。比例控制器的輸出是受方程（ 31）的約束。約束 F F ，最小有效提高 1帶輪的夾緊力的設定值，從而產生一個不良率的變化。這可以通過提高相對帶輪的夾緊來抵消力為好，使用基于模型的補償條款中的比例控制器。使用 IDE的模式，即用式（ 10 ） ，表達式的比例變化迫使閃點，比例和 Fs ，比（圖 8 ）可以很容易地得出： , , , m i np r a t i o s h i f t d sF F F(32) , , m i n,s h i f t d ps r a t i oFFF (33) 其中 Fshift， d是期望的換檔力，基本上之間加權力差異兩個滑輪。如前所述，取決于 s這又取決于 Fs的。這是一個隱式關系（ FS，比例取決于 FS），已解決由壓力計算測量?，F在將顯示在每一個時間，兩個夾緊力之一等于 F， min，而其他確定的比值。用公式（ 30），（ 32）和（ 33）表示 圖 8帶約束補償比例控制器 次級夾緊力 Fp， d和 Fs， d由下式給出： , , m i n , m i n,p d p r a t i o s h i f t d s ps d s m i mifFF F F FFF （ 34） , , m i n, , m i n , m i n,p d ps h i f t d s ps d s r a t i oifFF F F FFF （ 35） 實際上，該比例被控制在這樣一種方式，移動力 FSHIFT 變得等于 Fshift， d。對于由此產生的換檔力擁有,s h ift p d s dF F F所以： , , m i n , , , m i n , m i n, m i n , , , , m i n , m i np r a t i o s s h i f t d s h i f t d s ps h i f tp s r a t i o s h i f t d s h i f t d s pififF F F F F FFF F F F F F （ 36） 這適用于，只要夾緊力不會對它們的最大約束飽和 （ F， _ F， min）。在 F， ratio F， ma x， F， d =F， max， Fshift= Fshift， d 的情況。因此，該換檔速度是因為飽和執(zhí)行器有限。（根據完成控制器， Fshift， d 必須變速器的 specified.As 動態(tài) 到 IDE 的型號）都相當非線性，等效輸入 u介紹，使用逆 該井模型 Fshift， d 的代表性： ,c v t ds h ift drpu rFk （ 37） 當 | p |與雙方的互補基本上是一個反饋線性化曲線。這將取消（已知的）非線性的變速器， max 見，例如 Slotine 等。 15。另外，設定值前饋被引入，這將降低受控的相位滯后系統(tǒng)響應。由于模型不準確等因素（如上層鎖模力的限制）， max 差異 rcvt 和 rcvt 之間，max 會發(fā)生 d： ,c v t d c v t d urr （ 38） 如果 u 代替以及獲得良好的跟蹤性能。線性反饋控制器 基于該（違背方程（ 10）中，有慣性的知識被選定進行 u 參與，需要至少一個第二順序控制器。因此，使用的 PID 控制器。 比例控制是 用于迅速減少錯誤，而集成所需的過程，以便跟蹤斜坡設定值與零誤差。某些微分作用證明有必要獲得更大的穩(wěn)定裕度（少振蕩響應）?？刂破鲗崿F如下： , 0 tc v t d c v t c v t d c v t c v teu P I Dkdr r r r r （ 39） 其中 Ke 0， 1切換積分，并根據是一定條件下進一步解釋?？刂破鞯奈⒎肿饔弥蛔饔糜谒鶞y CVT 信號，以避免在給定值的階梯式變化的過度控制響應。 此外，一個高頻極點已被添加到該過程的操作，以防止過度的頻率在高頻率?？刂破鲄?P， I和 D已被調諧手動。 在執(zhí)行器飽和的（因為最 大的力約束）情況下， 閉環(huán)有效地打破（測量 rcvt已經不反應的變化 ,u）。這會導致性能下降，因為控制器的積分器的值繼續(xù)成長。這個所謂的積分器積分飽和是不可取的。有條件的抗飽和機制 已加入飽和期間限制積分器的值： , , m a x , , m a x, , m a x , , m a x10p r a t i o p s r a t i o sep r a t i o p s r a t i o sififF F F FkF F F F （ 40） 如果任飽和壓力（pP= pP， max orsP= sP， max），移動速度誤差必然變大。抗積分飽和算法，確保穩(wěn)定，但跟蹤行為會 惡化。這是硬件限制其只能通過提高變換器來解決和液壓系統(tǒng)的硬件。有條件的抗飽和與一個標準的（線性）的優(yōu)點算法是線性方法需要調整的良好表現，而條件 辦法沒有。此外，有條件的算法的性能密切類似于一個良好的線性調整機制。 6.實驗結果 作為無級變速器已經在測試車輛已經實現，在車載實驗上的滾子長凳已經進行調整和驗證新的比率控制器。為了防止非同步的油門和 CVT比操作，油門踏板信號（見圖 1）具有 被用作輸入的驗證實驗。協(xié)調器將跟蹤 發(fā)動機的最大效率運行點。在巡航控制的一種半強迫降行動 背出了在一個單一的參考實驗已進行的 50公里每小時后跟一個踏板的速度。記錄的踏板角度（參見圖 9）已被施加到所述協(xié)同控制器。 這種方法取消了有限的人力驅動的可重復性。圖 10的上圖顯示了從速度的測量計算出的 CVT比反應 利用方程（ 1），描述的跟蹤誤差。因為這是一個相當苛刻實驗，跟蹤信號是足夠的?？梢缘玫礁玫母櫺阅?更光滑的設定點，但反應的特點將變得不那么明顯 為好。圖 11示出了初級和次級帶輪壓力。最初的主峰在誤差信號（ 大約 T =1.5秒）是飽和的二次壓力（下圖 11地塊），由于泵的過流限制。一個更快的初步反應是必需的， 液壓硬件的適應是必要的。初始快速降擋后， 比再次降檔之前達到設定值（大約 T =7次）。在轉移所有變動 方向（ T =1.3， T =1.6和 t= 7.5s）發(fā)生相對少量的過沖， 這表明，該積分抗飽和算法表現良好。 看著在 T附近的初級壓力 = 1.5秒，它可以被觀察到，這壓力峰值反復高于其設定值。此行為是由性能限制 主壓力控制器。所開發(fā)的控制器，保證只有一個當時帶輪壓力設定值上升高于其低限，并且只實現 圖 9 踏板輸入的 CVT 動力總成 圖 10 CVT 速比響應和跟蹤誤差，輥板凳半降檔 圖 11 初級和次級帶輪壓力，輥板凳半降檔 圖 12 新控制器的滑輪壓力設定值減去低的限制 期望的比率。這被可視化在圖 12中。更高的夾緊力導致更多的損失 無級變速器 10，只要沒有宏觀滑移發(fā)生。主要原因是油泵電力需求 （大約與壓力呈線性），并在帶本身，這既增加而損失 增大夾緊壓力，通過測量 16作為支撐。因此，該控制器具有用于提高 CVT的效率的電位，相對于基于非模型控制器。 回顧圖 10，第二 （正）峰的下圖（之后的第一個負峰值由于執(zhí)行器飽和）代表的比例響應的超調，由于移動方向變化。這個量描述了控制器的跟蹤性能好，并且將被用于評估控制器的性能。超調在這里計算作為（正的）最大的比例誤差：最大（ rcvt， d - rcvt）。另外，平均絕對誤差（ 1 / N）的 | rcvt-d， rcvt|（在 10秒的響應的 N個數據點）將用于比較的結果。 同樣的實驗已經執(zhí)行用于在控制器上幾個變化。對于每一個這些變型，所有約束都仍施加，但有些在補償方面 比控制器已被暫時關閉（在圖 8中的垂直箭頭所示）。結果進行了比較的結果為總 控制器和在圖 13中被描繪。將要處理的情況下，有： 1.所有前饋和補償的（總量）。 2.沒有設定值前饋（斷）， rcvt， d =0等式（ 37）。 3.沒有關鍵（無皮帶打滑）扭矩約束補償（ T排版關）， Ftorque=0。 4.無液壓約束補償（ hydr樣圖關）， F，液壓 =0。 5.無扭矩傳遞，也不液壓約束補償（ T， hydr樣圖關）， Ftorque=0， F，液壓 =0。 它是立即清除所有的替代品，與所有前饋總控制器和在上段所述（總量）補償器性能最佳，這意味著所有 控制器方面擁有盡可能降低跟蹤誤差了積極的貢獻。開關關 閉或液壓約束補償項（ hydr排版關閉）或轉矩傳遞 補償器（ T補償關閉）不會嚴重降低質量跟蹤。但是， 切換兩個補償關閉（ T， hydr補償關閉）不會引入大的跟蹤誤差。這發(fā)生，因為這兩個約束的最大操作者取來計算補償 動作，并且如果一個約束補償器是零，最大運算器的輸出 仍然 圖 13 幾個控制器的替代品沖和平均絕對誤差 會是非零的，由于第二個約束。兩個補償器關掉同時 有效地引入控制器輸出 U 一個“死區(qū)”，其結果是明顯的。與設定值前饋響應關閉（ off）中增加了錯誤的因產生反應的增加相位滯后。總的得到的結果開發(fā)的控制器顯 示出更好的跟蹤行為（過沖和平均絕對誤差）和 較低的瞬時滑輪壓力（僅在比值的變化，如夾緊策略是相等的）與以前采用的控制器獲得，按文獻結果進行了比較。 這可能指示了可能改進新的 CVT 效率控制器如前所述。 圖 14 在針尖的變化在測試賽道的實驗車輛 圖 15CVT 速比響應和跟蹤誤差，道路尖端移位 通過在主壓力控制器的局限性。這種現象降低了最大減檔的速度，并且是作為在 t 輕微凸點 =6.2s 和 t=8.2 有形之前。如所呈現的實驗的主要目標是展示一個新的比率控制器概念，實驗皮帶打滑時一直使用經過驗證的鉗 位裝置避免前