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無縫切換雙速自動變速器的建模仿真與控制

汽車變速器的主要任務(wù)是在車輛行駛過程中進(jìn)行換擋控制和能量轉(zhuǎn)換。本文針對變速器的研究主要集中在電動汽車無縫切換雙速自動變速器的建模、仿真和控制等方面。變速器包含了一個兩級行星齒輪組和兩個制動機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過這種方式控制換擋操作。在換擋操作過程中，對電動機(jī)的輸入功率和內(nèi)嵌的減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以此保證換擋的平順性。變速器的動力學(xué)模型采用動力學(xué)公式和行星齒輪運(yùn)動方程構(gòu)成。整個動力學(xué)模型根據(jù)運(yùn)動方程，采用仿真軟件Matlab/Simulink進(jìn)行仿真建模，并對變速器的性能進(jìn)行了驗證。本文所提出的變速器控制模型采用的控制算法主要基于兩個閉環(huán)控制器。這兩個閉環(huán)控制器在雙離合變速器內(nèi)，對變速器的轉(zhuǎn)矩輸出階段和慣性階段進(jìn)行控制。其中，一個控制器是單輸入、單輸出的線性反饋PID控制器進(jìn)行扭矩輸出控制；另一個采用優(yōu)化的多輸、入多輸出魯棒控制器進(jìn)行慣性控制。通過Matlab/Simulink仿真進(jìn)行驗證的結(jié)果表明，所提出的變速器及其控制算法能夠提供一個平順的換擋操作，且不會產(chǎn)生過度振蕩現(xiàn)象。所提出的方法僅進(jìn)行了建模和軟件仿真，未來的工作將進(jìn)行實車試驗，以此保證模型和算法的實時性和可靠性。另外，未來的工作重點是改進(jìn)魯棒控制器的魯棒性，并且需要抑制變速器的振動和噪聲。

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

編譯：劉剛