双模式液压机械传动装置离合器切换时序优化

为改善双模式液压机械传动装置(DHMT)模式切换品质,运用正交试验及极差分析法对切换过程中多个离合器的切换时序进行优化。在分析DHMT传动原理与模式切换过程的基础上,建立模式切换过程及切换品质评价指标模型,提出了一种基于正交试验及极差分析的DHMT离合器切换时序优化方法,以参与模式切换过程的多个离合器的切换时序为影响因子设计正交试验表,进行正交试验仿真,并对仿真结果进行极差分析,得到各离合器切换时序对各评价指标的影响程度,综合平衡各项指标后得出DHMT离合器切换时序优化方案组合。仿真结果表明:参考本文研究对象,基于离合器时序优化方案的模式切换过程冲击度为6.15m/s3,低于17.64m/s3的国内标准,滑摩功为2.8kJ,切换时间为1.05s,均在合理范围之内。试验结果表明:试验与仿真结果接近,且变化趋势一致,验证了所建模型的正确性,并进一步说明通过优化离合器切换时序可有效提高DHMT模式切换品质。研究结果可为制定双模式液压机械传动装置模式切换过程控制策略提供理论参考。     

液压机械复合传动系统模式切换过程同步控制

针对双模式液压机械复合传动(DHMT)系统在进行模式切换过程中易出现动力中断、稳定性差的问题,提出一种DHMT系统模式切换同步控制方法。该方法通过分析DHMT系统模式切换动力学约束条件,建立了系统输入转速总扰动量的计算方程;采用小信号线性化方法对液压元件角速度扰动进行线性化处理,以系统输入角速度总扰动量作为液压调速系统的前馈输入,建立液压元件角速度扰动与排量补偿增量方程,得到液压元件的转矩补偿传递函数;构建以液压元件角速度为状态变量、模式切换机构转矩为控制变量的状态空间方程,通过求解最优反馈增益矩阵二次型,实现对模式切换机构转矩的补偿控制,有效消除了模式切换机构结合过程中产生的转矩冲击。仿真与实验结果表明,与未采用同步控制方法相比,该方法可使DHMT系统模式切换品质得到大幅度提高;在两种不同的实验工况下,该方法可使DHMT系统最大输出转矩损失系数降低25.15%左右,切换时间平均减少0.455s,冲击度控制在合理范围之内,具有良好的抗干扰能力和稳定性。     

液压机械传动装置模式切换滚动协调控制

为提高液压机械传动装置(HMT)模式切换过程稳定性,提出了一种HMT模式切换滚动协调控制方法。该方法通过对HMT模式切换原理分析和切换过程模型建立,制定了基于模型预测控制的模式切换机构转矩和液压调速系统排量比调节的滚动协调控制策略;以减小HMT输出转速误差和车辆冲击度为目标,设计了具有状态约束的滚动协调控制器。仿真和试验结果表明,与未采用滚动协调控制方法相比,该方法可减小模式切换过程输出转矩、转速波动,动载荷降低32.9%,冲击度减小37.31%,模式切换时间减少0.28s,且排量比调节使得模式切换前后稳定输出转速基本保持一致,对模式切换过程有较好的控制效果,切换品质得到较大提高。研究结果对液压机械传动装置的实际工程应用具有一定的参考价值。     

双离合器自动变速换挡品质分析与控制

干式双离合器自动变速系统中离合器扭矩控制是换挡品质控制的关键,在分析双离合器自动变速器换挡过程的基础上,建立了换挡过程系统动力学模型,分析了双离合器传递扭矩和切换时序对换挡品质的影响;提出了通过执行机构对换挡过程中干式双离合器压紧力进行控制以实现换挡品质控制的方法。针对一款干式双离合器自动变速车辆,建立了换挡过程系统Simulink仿真模型,对换挡控制特性进行了仿真和实验分析。结果表明,所提出的换挡控制策略较好实现了对换挡品质的控制。     

岳阳洞庭湖二桥钢护栏优化设计

为获得满足碰撞等级为HA级的桥梁钢护栏,对立柱初始构型进行了尺寸优化设计。首先,根据最新护栏安全性能评价标准,建立1.5t小车、25t客车、40t货车以及55t鞍车与护栏碰撞有限元模型;然后,参考护栏评价标准确定正交试验评价指标,并对护栏立柱各参数进行了单因素试验分析,确定截面各因素优化设计试验范围和水平数;再选用L16(45)正交实验表安排仿真试验,分别对仿真数据结果进行极差分析和方差分析,获得了最优立柱截面尺寸;最后,用4种车型对优化后护栏结构进行了仿真验证。研究结果表明,优化后护栏结构的防撞等级达到HA级,安全性能满足评价标准的要求。     

串并联混合动力系统自适应模式切换优化控制

为改善某新型串并联插电式混合动力系统双电机纯电动至并联驱动模式切换品质,同时确保不同车辆行驶状态及驾驶员输入下模式切换策略的适应性能,提出了平顺性起机和动力性起机概念,设计了自适应模式切换优化控制策略。首先,建立该串并联混合动力系统动力学模型,并对其双电机纯电动至并联驱动模式切换过程进行分析,确定模式切换不同阶段控制目标及控制策略;其次,以车辆驾驶平顺性和发动机起动时间为优化指标,通过动态规划求解发动机最优拖转转速曲线,提出一种发动机起动模型预测优化控制策略,在线计算离合器滑摩转矩以拖转发动机跟踪目标最优转速曲线,并通过电机补偿输出端转矩波动。离线仿真及硬件在环台架试验结果表明,所开发的自适应模式切换控制策略能够满足不同的驾驶需求,并具有较好的驾驶平顺性。     

超微仿生扑翼飞行器压电双晶驱动器仿真与优化

为了设计高性能的超微仿生扑翼飞行器压电双晶驱动器,提出了结合正交试验与压电场、应力场等多物理场直接耦合有限元法,对微驱动器的结构、几何参数进行优化.根据正交试验表设计有限元仿真分析试验,对试验结果进行极差分析,得到各影响因素对驱动器弯曲角度指标影响的主次顺序,并获得了提高压电双晶片驱动器性能的最优化方案.仿真结果表明,多物理场优化方法大幅度提高了扑动角度,满足超微扑翼飞行器的设计要求.     

超微仿生扑翼飞行器压电双晶驱动器仿真与优化

为了设计高性能的超微仿生扑翼飞行器压电双晶驱动器,提出了结合正交试验与压电场、应力场等多物理场直接耦合有限元法,对微驱动器的结构、几何参数进行优化.根据正交试验表设计有限元仿真分析试验,对试验结果进行极差分析,得到各影响因素对驱动器弯曲角度指标影响的主次顺序,并获得了提高压电双晶片驱动器性能的最优化方案.仿真结果表明,多物理场优化方法大幅度提高了扑动角度,满足超微扑翼飞行器的设计要求.     

用ADAMS软件对3S离合器啮合过程的一些研究

CODOG动力装置中的3S离合器的动作性能及安全可靠性直接影响该动力装置的切换性能，文章用机械系统动力学仿真软件ADAMS对3S离合器进行建模、仿真，可以求解出离合器切换时间，得到作用在螺旋齿花键上的扭矩在动态过程中的变化曲线．仿真结果与实验结果相符合，验证了模型建立的正确性．     

HEV自动膜片弹簧离合器转矩跟踪PID控制

在同轴并联混合动力系统和自动膜片弹簧离合器数学建模的基础上,提出一种包含Kalman滤波器、串级变参数PID控制器的自动膜片弹簧离合器转矩跟踪控制策略,设计了变参数转矩环比例控制器,对行程环PID控制参数进行了优化整定,对HEV模式切换过程中,离合器传递转矩的跟踪控制进行了仿真和试验研究.结果表明,所提出的离合器转矩跟踪控制策略具有良好的效果.      

基于遗传算法的某工程车辆起步特性研究

以某型工程车辆为研究对象,对其起步特性进行研究,分析并建立了起步过程的动力学方程.在此基础上,利用Matlab/Simulink建立起步过程仿真模型.针对各种工况下的起步过程,进行了模拟仿真;并综合离合器离合速度、油门开度等因素对起步时间、整车冲击度以及滑摩功的影响进行了分析.利用遗传算法,对离合器结合过程的摩擦转矩曲线进行了优化;利用PID(proportion integration differentiation)控制器对起步过程离合器液压系统进行控制,优化起步品质,改善起步性能.     

形貌优化在驾驶室支架NVH设计中的应用研究

形貌是零部件的关键特征,它不仅影响零部件的质量,更影响零部件的动态特性,如NVH(噪声、振动、声振粗糙度)特性。为了提高驾驶室的NVH性能,提出将形貌优化技术应用到驾驶室支架的NVH设计中,通过改变支架的形貌,提高其动态特性,降低支架上端振动加速度,从而提高驾驶室的舒适性。在Hyperworks建立支架有限元模型,再根据试验测试的数据分析了当前驾驶室支架的NVH传递特性,并进行有限元模型校正。在二阶频率处,仿真结果为10.23 m/s~2,试验结果为9.79 m/s~2,相对误差为4.49%;在三阶频率处,仿真结果为4.24 m/s~2,试验结果为4.48 m/s~2,相对误差为5.35%,各阶相对误差均小于5.5%,表明模型具有较高的准确性。再以支架本体为设计变量,以支架上端振动加速度最小值为优化目标,进行形貌优化,得到三种优化方案。最后根据优化方案进行CAD(计算机辅助设计)建模,对新建模型进行模态频率响应分析,选取较优方案。结果表明,支架加强筋的分布方式对其模态频率及刚度有较大影响,三种优化方案均达到了不同程度的优化效果,其中方案三优化效果较为明显,第二、三阶的振动加速度降低幅度达到59.7%、61.2%,关键频率避开了激励较大的频率区域。优化结果表明,通过合理的设计零件的形貌能够达到改善汽车NVH的性能,为类似汽车零部件NVH性能的改善提供一种新的思路与方法。     

插齿机静压支承所受载荷的正交试验优化设计

针对插齿机高速运行过程中主轴转速、弹簧回复力、静压支承面摩擦系数等可控因素对静压支承所受载荷的影响问题，基于正交试验设计方法，利用多体动力学软件，建立了插齿机主传动系统虚拟样机模型，设计了9种试验组合方案，并对这些方案进行了仿真分析．利用极差分析法和方差分析法对仿真结果进行了分析，优选出静压支承所受载荷最小的组合方案．     

汽车离合器起步接合过程的仿真研究

通过对汽车起步时离合器接合过程的分析，在建立离合器动力学模型的基础上对其中的一些关键变量进行了详细阐述，且对影响离合器接合品质及部件寿命的滑磨功、冲击度、温升等进行了分析评价。结合Matlab／Simulink仿真工具，对某具体车型离合器起步接合全过程进行仿真，得到了较好的仿真结果。     

超越离合器辅助换挡变速器的换挡控制研究

提出一种仅用一个摩擦离合器实现无动力中断换挡的新型自动变速器——超越离合器辅助换挡自动变速器.该变速器采用摩擦离合器与超越离合器交替传递动力的方式实现连续换挡.为研究该自动变速器的换挡平顺性问题,搭建了两个挡位的6自由度变速器动力学模型,提出了换挡过程中离合器和动力源的协调控制策略,开展了仿真和台架试验研究.结果表明:所提升挡和降挡控制策略能有效降低换挡冲击,使得换挡时的冲击度保持在10m·s~(-3)以内.     

混合动力汽车模式切换协调控制

针对混合动力汽车模式切换过程中出现的冲击度大、平顺性差等问题,以双行星排式混合动力汽车为对象,进行了发动机启动过程控制策略的研究。首先,对双行星排式动力系统结构和特性进行了分析,并采用隔离法建立了动力系统的动力学模型;然后,以减少车辆纵向冲击度为目标,基于模型预测控制算法,制定了模式切换时的动态协调控制策略;最后,利用仿真模型对动态协调控制策略进行仿真验证。仿真结果表明:相比于无协调控制和传统比例-积分-微分控制,采用模型预测控制方法时,发动机启动时间从0.7 s缩短至0.4 s,模式切换时,整车纵向冲击度的峰值由15.43 m/s~3降至3.12 m/s~3,最大车速偏差从1.98 km/h减小至0.28 km/h,此控制方法有效地保证了汽车的动力性和行驶平顺性。     

强混合动力汽车驱动模式切换扭矩协调控制策略

在对强混合动力系统工作特性分析的基础上,以车辆行驶平顺性为目标,通过对系统在不同驱动模式切换过程中发动机、电机及离合器和变速器参数变化的分析,制定了针对不同模式切换过程扭矩波动的扭矩协调控制策略。建立了基于该控制策略的强混合动力汽车动力学仿真模型,进行了典型驱动模式切换过程的仿真与分析。结果表明,提出的扭矩协调控制策略能够减小驱动模式切换过程中的扭矩波动,有效提高强混合动力汽车在模式切换过程中的动力传递的平稳性。     

DCT离合器电液控制阀的非线性压力控制

为解决DCT(Dual Clutch Transmission)离合器电液控制阀的液压跟踪控制问题, 建立了面向控制器设计的非线性模型, 并应用backstepping控制方法设计了DCT离合器电液控制阀的非线性控制器。为验证控制器的有效性, 在AMESim中搭建了DCT离合器电液控制阀及离合器的仿真模型, 给定不同的参考液压, 进行AMESim-Simulink联合仿真, 并考虑液压油的弹性模量以及温度变化对DCT离合器电液控制阀输出液压的影响, 给出相同实验条件下在PI控制器作用下的仿真结果对比。仿真实验表明, 该非线性控制器能很好地实现DCT离合器电液控制阀输出液压的跟踪控制, 并对液压油的弹性模量以及温度变化具有鲁棒性,控制效果优于PI控制器。     

机械式自动变速器的离合器优化控制

为了解决机械式自动变速器中的离合器自动控制问题,对离合器接合过程中的冲击度和滑磨功进行分析,提出了冲击度与离合器分离轴承接合速度的关系模型,编制了仿真程序进行求解。采用人体主观感受和实际试验数据相结合的方式对不同挡位离合器接合的冲击度进行了研究,根据试验结果提出了不同挡位离合器接合过程的优化控制准则,该准则为离合器的优化控制提供了理论依据。     

基于正交试验的离心泵空化性能优化设计

针对当前离心泵在使用过程中抗空化性能差的问题,在现有IH80-50-250型化工离心泵的基础上,建立以泵汽蚀余量为目标函数的优化数学模型,采用正交试验对离心泵进行优化设计。基于L_(16)(4~5)正交表,选取叶轮进口直径、叶轮出口直径、叶片进口安放角、叶片出口安放角和叶片包角5个参数制定出16组正交试验方案。使用计算流体动力学技术对16组离心泵模型进行流场模拟,采用极差分析得到各参数对优化指标的影响顺序,并获得一组最优方案。采用Pump Linx软件模拟得到原型泵与优化泵在不同工况下的泵汽蚀余量以及在额定转速下离心泵的蒸汽质量分数,对比结果表明,优化泵的泵汽蚀余量和蒸汽质量分数分别降低了28.87%和21.02%,提高了离心泵的抗空化能力,验证了正交试验方法的可行性和准确性,为离心泵的优化设计提供了参考。