无缝切换双速自动变速器的建模仿真与控制



无缝切换双速自动变速器的建模仿真与控制

汽车变速器的主要任务是在车辆行驶过程中进行换挡控制和能量转换。本文针对变速器的研究主要集中在电动汽车无缝切换双速自动变速器的建模、仿真和控制等方面。变速器包含了一个两级行星齿轮组和两个制动机械结构，通过这种方式控制换挡操作。在换挡操作过程中，对电动机的输入功率和内嵌的减速机构进行控制，以此保证换挡的平顺性。变速器的动力学模型采用动力学公式和行星齿轮运动方程构成。整个动力学模型根据运动方程，采用仿真软件Matlab/Simulink进行仿真建模，并对变速器的性能进行了验证。本文所提出的变速器控制模型采用的控制算法主要基于两个闭环控制器。这两个闭环控制器在双离合变速器内，对变速器的转矩输出阶段和惯性阶段进行控制。其中，一个控制器是单输入、单输出的线性反馈PID控制器进行扭矩输出控制；另一个采用优化的多输、入多输出鲁棒控制器进行惯性控制。通过Matlab/Simulink仿真进行验证的结果表明，所提出的变速器及其控制算法能够提供一个平顺的换挡操作，且不会产生过度振荡现象。所提出的方法仅进行了建模和软件仿真，未来的工作将进行实车试验，以此保证模型和算法的实时性和可靠性。另外，未来的工作重点是改进鲁棒控制器的鲁棒性，并且需要抑制变速器的振动和噪声。

Saman Rahimi Mousavi et al.2014 American Control Conference（ACC）June 4-6，2014. Portland，Oregon，USA.

编译：刘刚