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原文传递水液力缓速器系统及其智能控制策略研究

论文题名：	水液力缓速器系统及其智能控制策略研究
关键词：	汽车工程;水液力缓速器;缓速性能;模糊控制;动态响应;稳态特性
摘要：	液力缓速器具有制动扭矩大、制动无冲击、噪声小，且体积小、质量轻等优势，因此它在未来国内汽车辅助制动领域的普及势在必行。而以发动机的冷却液为工作介质的新型水介质缓速器也逐渐引起业界人士的关注，它和发动机的冷却系统共用同一介质，和传统油介质缓速器相比，结构更加紧凑，质量更轻，制动力矩也更高，而且使用和维护成本也大大降低，汽车行驶安全性更高。　　对于水液力缓速器关键技术的研究，重点在于制动性能是否符合要求，而电控系统软硬件设计的好坏将直接影响制动性能的高低。水液力缓速器在使用过程中，既要求具有稳定可靠的制动力矩，又要有良好的快速响应能力，而且制动力矩和工作腔充液量之间也不只是简单的正比关系，因此其控制过程相当复杂。如何在软件设计中选择有效的水液力缓速器控制策略，以实现较好的动态响应特性和稳态特性便成为了研究的关键所在。本文为此开展了一系列的研究，研究内容和结论主要包括以下方面：　　(1)首先对不同辅助制动方式的优缺点进行了比较，然后对水液力缓速器的结构、工作原理及其优缺点等进行了分析，最后详细阐述了目前国内外有关水液力缓速器的研究情况，并给出了本课题所具有的理论和实际意义。　　(2)详细阐述了与液力缓速器有关的基础理论，并总结已有液力元件（液力变矩器、液力偶合器等）的相关研究成果，在此基础上针对本文所设计的水液力缓速器功能和结构特点，利用相似计算法建立了适于本文研究的水液力缓速器缓速性能模型，并得出了缓速器工作腔的充液率与制动力矩近似成正比关系。　　(3)详细分析了车辆恒速下坡和脚动智能两种制动模式的控制要求及缓速器系统模型的特点，将参数自整定模糊控制应用在缓速器的电控系统中，很好地兼顾了控制过程中系统的动态特性与静态特性，并最终设计出了该控制器的具体结构。　　(4)为了分析后文水液力缓速器系统控制仿真的结果，本文建立了制动性的相关检测评价指标。在整车动力学分析方面，本文研究了车辆下坡制动时的情况，最终建立了制动时的整车动力学模型及其子模型。针对两轴后驱车辆，本文还研究了其加装液力缓速器之后，制动力在前、后轮之间的分配情况，确保汽车的制动安全性。　　(5)在Matlab/Simulink模块中，本文建立了制动时的整车仿真模型及其子模型，并依据某型货车和水介质缓速器的相关结构参数，仿真分析了水液力缓速器系统的控制特性，得出了不同控制策略下车速、制动减速度、缓速器充液率等的变化曲线。仿真结果表明，本文设计的智能控制器相比常规模糊控制器，在定坡度恒速下坡控制时，车速稳态误差达到±0.05％的时间下降了约67%，最大超调量下降了约1.3%，峰值时间下降了约50%，系统响应速度更快，更加稳定；在脚动智能控制时，若以80km/h的初速度紧急制动，制动时间缩短了约29%，制动距离减少了约40%;若以80km/h的初速度慢踩踏板制动，制动时间缩短了约24%，制动距离减少了约36%。综上所述，控制仿真分析验证了本文所设计的智能模糊控制器具有较好的控制性能。
作者：	李淑梅
专业：	车辆工程
导师：	罗卫东
授予学位：	硕士
授予学位单位：	贵州大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文