测控工程论文提纲

2022-11-15

论文题目：基于模型预测控制的无级变速器夹紧力优化策略研究

摘要：无级变速器（CVT）作为一种理想的车辆传动装置,因其具有速比连续变化、结构紧凑、动力输出平顺等特点,受到市场的广泛关注。CVT理论上能够实现与发动机的最佳匹配,使发动机在任何工况下均能维持在最优工作区域,有效提高整车的动力性和经济性。但受技术限制以及匹配、标定等因素的影响,CVT的优势并未得到充分体现。夹紧力作为CVT实现转矩传递和速比变化的关键,其变化是否准确、合理将直接影响CVT传动效率。为确保CVT在任何工况下都具有良好的转矩传递可靠性,目前普遍采用安全系数法对夹紧力进行控制调整,其不足之处在于过大的夹紧力意味着更高的油缸压力,导致系统额外的溢流与摩擦损失,缩减CVT使用寿命。因此,为了能有效改善传动效率和整车燃油经济性,需要根据车辆实际行驶需求,通过更加合理的控制策略实现夹紧力的优化。本文以金属带式CVT为研究对象,提出基于模型预测控制（MPC）的CVT优化控制策略,并进行仿真和整车试验,主要工作内容包括以下四个方面:（1）对CVT的机械结构与工作原理进行分析,在此基础上建立CVT动力学数学模型。同时,为便于对夹紧力开展后续研究,搭建夹紧力试验台架,并分析发动机的工作特性,给出车辆最佳动力性和经济性工作曲线。（2）基于模糊控制策略设计驾驶意图识别系统,并对其进行仿真验证与分析。结果表明,通过对输入变量油门踏板开度及其变化率进行分析和处理,可以准确获得驾驶员的驾驶意图,从而推导出相应时刻的CVT目标速比。根据目标速比和实际速比的差值,基于PID控制策略即可实现速比控制。（3）对传统的夹紧力控制策略进行介绍,阐述了不合理的夹紧力对CVT造成的影响,建立动态滑移数学模型,并确定最佳滑移率曲线。针对夹紧力优化问题,在充分考虑CVT滑移特性和相关约束的前提下,以滑移率为优化目标,设计了基于模型预测控制的夹紧力控制器,实现夹紧力的实时优化调整,确保其始终处于最佳状态,从而达到改善传动效率和燃油经济性的目的。（4）为验证控制器的实际控制效果,基于MATLAB/Simulink和AMESim仿真软件建立联合仿真模型。结合夹紧力试验台架对控制器的有效性和鲁棒性进行验证与分析,同时,在NEDC循环工况下对控制器进行仿真测试。最后,在三种不同工况下对装配该控制器的整车进行转鼓测试。

关键词：汽车工程;无级变速器;模型预测控制;夹紧力;滑移率

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 CVT的分类与发展历程

1.2.1 CVT的分类

1.2.2 带式CVT的发展历程

1.3 CVT亟待解决的问题以及国内外研究现状

1.3.1 CVT亟待解决的问题

1.3.2 国内外研究现状