外文翻译--液压驱动的无级变速器控制中文版

毕业设计（论文）外文资料翻译 系别： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 学号： 外文出处： Vehicle System Dynamics 附 件：1、外文原文；2、外文资料翻译译文。指导教师评语：签字： 年 月 日附件2、外文资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（实际上）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PP的扭矩，防止打滑的滑轮;2. 较低压力的约束PP，以保持两个电路注满油。在这里，相当任意的的PPlow=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PPmax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PP液压，以保证主电路能快速放掉够向漏和次级电路可以提供足够的流动朝向初级电路.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是使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模式，随着惯性作用一起发动机轮和主齿轮箱轴.安全系数Ks=0.3相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：Ftorque = cos() (| Tp| + ks Tp,max)/ 2 Rp (25)因此，所产生的压力，可以很容易地使用公式推导（12）和（13）： (26) (27)一模一样的夹紧装置已被以前使用参考。 3 试验台用于测量这款变速箱与测试车路。无滑移已经实现，在任何这些实验中这项工作的主要目标是改进比跟踪行为，夹紧装置维持不变。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，应当指出，对于本论述的泄漏流量Q p ，泄露漏和可压缩长期oil V 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，则在同一时间。最后，可以选择替换的比率变化rcvt率通过比移rcvt ，D所需的速率，这是由分层传动系统控制器指定。如果 rcvt ，D 0且QSP = 0 。约束4相对于主滑轮电路然后导致以下关系的压力，hyd ： (28)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，如果rcvt0，也就是说，如果从流量QSP 次级到初级电路必须为正并且结果，QPD= 0。这就 液压驱动的CVT397的结果： (29)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，与压力P，和使用等式（12）和（13）这个结果的要求： (30)最小滑轮夹紧力： (31)5.控制设计假定在本节中，在每个时间点t时，主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期望的CVT比rcvt ，D（t）和比值变化的所需速率 rcvt ，D（ t）由整体分层传动系统控制器指定。这意味着，每个时间点的约束反力可被确定。本CVT控制器的主要目标是实现的快速和准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。一个重要的子目标是最大限度地提高效率。这是很合理的（和其他支持通过实验， 3） ，要实现这个子目标夹紧力Fp和Fs的必须为越小越好，考虑在方程的要求（30）考虑在内。比例控制器的输出是受方程（31）的约束。约束F F ，最小有效提高1带轮的夹紧力的设定值，从而产生一个不良率的变化。这可以通过提高相对带轮的夹紧来抵消力为好，使用基于模型的补偿条款中的比例控制器。使用IDE的模式，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： (32) (33)其中Fshift，d是期望的换档力，基本上之间加权力差异两个滑轮。如前所述，取决于s这又取决于Fs的。这是一个隐式关系（FS，比例取决于FS），已解决由压力计算测量。现在将显示在每一个时间，两个夹紧力之一等于F，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： （34） （35）实际上，该比例被控制在这样一种方式，移动力FSHIFT变得等于Fshift，d。对于由此产生的换档力拥有所以： （36）这适用于，只要夹紧力不会对它们的最大约束饱和 （F，_F，min）。在F，ratioF，max，F，d =F，max，Fshift= Fshift，d的情况。因此，该换档速度是因为饱和执行器有限。（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介绍，使用逆 该井模型Fshift，d的代表性： （37）当|p |与双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Slotine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响应。由于模型不准确等因素（如上层锁模力的限制），max差异rcvt和rcvt之间，max会发生d： （38）如果u代替以及获得良好的跟踪性能。线性反馈控制器 基于该（违背方程（10）中，有惯性的知识被选定进行u 参与，需要至少一个第二顺序控制器。因此，使用的PID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稳定裕度（少振荡响应）。控制器实现如下： （39） 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响应。 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（因为最大的力约束）情况下， 闭环有效地打破（测量rcvt已经不反应的变化,u）。这会导致性能下降，因为控制器的积分器的值继续成长。这个所谓的积分器积分饱和是不可取的。有条件的抗饱和机制 已加入饱和期间限制积分器的值： （40）如果任饱和压力（= ，max or= ，max），移动速度误差必然变大。抗积分饱和算法，确保稳定，但跟踪行为会 恶化。这是硬件限制其只能通过提高变换器来解决和液压系统的硬件。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要调整的良好表现，而条件 办法没有。此外，有条件的算法的性能密切类似于一个良好的线性调整机制。6.实验结果作为无级变速器已经在测试车辆已经实现，在车载实验上的滚子长凳已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实验。协调器将跟踪 发动机的最大效率运行点。在巡航控制的一种半强迫降行动 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重复性。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），描述的跟踪误差。因为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性能 更光滑的设定点，但反应的特点将变得不那么明显 为好。图11示出了初级和次级带轮压力。最初的主峰在误差信号（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， 液压硬件的适应是必要的。初始快速降挡后， 比再次降档之前达到设定值（大约T =7次）。在转移所有变动方向（T =1.3，T =1.6和t= 7.5s）发生相对少量的过冲， 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= 1.5秒，它可以被观察到，这压力峰值反复高于其设定值。此行为是由性能限制 主压力控制器。所开发的控制器，保证只有一个当时带轮压力设定值上升高于其低限，并且只实现 图9 踏板输入的CVT动力总成 图10 CVT速比响应和跟踪误差，辊板凳半降档 图11 初级和次级带轮压力，辊板凳半降档 图12 新控制器的滑轮压力设定值减去低的限制期望的比率。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，只要没有宏观滑移发生。主要原因是油泵电力需求 （大约与压力呈线性），并在带本身，这既增加而损失 增大夹紧压力，通过测量16作为支撑。因此，该控制器具有用于提高CVT的效率的电位，相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）代表的比例响应的超调，由于移动方向变化。这个量描述了控制器的跟踪性能好，并且将被用于评估控制器的性能。超调在这里计算作为（正的）最大的比例误差：最大（rcvt，d - rcvt）。另外，平均绝对误差（1 / N）的| rcvt-d，rcvt|（在10秒的响应的N个数据点）将用于比较的结果。同样的实验已经执行用于在控制器上几个变化。对于每一个这些变型，所有约束都仍施加，但有些在补偿方面 比控制器已被暂时关闭（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中被描绘。将要处理的情况下，有：1.所有前馈和补偿的（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=0。4.无液压约束补偿（hydr样图关），F，液压=0。5.无扭矩传递，也不液压约束补偿（T，hydr样图关），Ftorque=0，F，液压=0。它是立即清除所有的替代品，与所有前馈总控制器和在上段所述（总量）补偿器性能最佳，这意味着所有 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，因为这两个约束的最大操作者取来计算补偿 动作，并且如果一个约束补偿器是零，最大运算器的输出仍然图13几个控制器的替代品冲和平均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出U一个“死区”，其结果是明显的。与设定值前馈响应关闭（off）中增加了错误的因产生反应的增加相位滞后。总的得到的结果开发的控制器显示出更好的跟踪行为（过冲和平均绝对误差）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速比响应和跟踪误差，道路尖端移位通过在主压力控制器的局限性。这种现象降低了最大减档的速度，并且是作为在t轻微凸点=6.2s和t=8.2有形之前。如所呈现的实验的主要目标是展示一个新的比率控制器概念，实验皮带打滑时一直使用经过验证的钳位装置避免前面提到的。此外，网上基于模型的检测算法被使用，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行半径来计算所谓的几何测量比）的实验后已被使用。第一，它已被证实，如果CVT的范围几何比例可能不超过（rlowrcvtrod）。其次，最大 转移CVT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。这将导致不稳定的动态行为，因此速度滑将迅速增加，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仔细审查，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相对于他的约束而另一种是上述的最小凸电平，用于换档。这种方法有可能用于提高CVT的效率。滚子工作台和公路实验具有内置CVT表明足够的跟踪是一个车辆获得的。从比例上设定的最大偏差由执行机构压力饱和造成的。实验与几个控制器的变化具有速度向前的现象，所有已执行的前馈和约束补偿方面产生有益的最小化跟踪误差影响。提示转移的实验显示对曲线性好执行器饱和。