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原文传递考虑动态特性的DCT双离合器接合过程多滑模控制方法研究

论文题名：	考虑动态特性的DCT双离合器接合过程多滑模控制方法研究
关键词：	双离合器;压力控制;接合过程;动态特性;反馈线性化;多滑模自适应控制
摘要：	近年来，油耗、节能减排和环保问题已经成为汽车行业内的热门话题，我国的油耗法规也越来越严格，这对汽车企业提出了严峻的挑战。汽车企业要想在未来的竞争中更具竞争优势，就必须努力寻求核心技术上的突破。而作为当前世界前沿的变速器产品双离合自动变速器（Double Clutch Transmission，简称DCT），已成为实现新的油耗法规的主要途径之一。　　目前，双离合自动变速器技术的研究主要侧重于起步和换挡策略的研究，而如何提高起步和换挡策略执行精度的研究较少，没有形成成熟的理论体系。对于双离合器的控制的研究，主要集中在根据车辆的驾驶需要计算合适的离合器接合轨迹，而对如何快速精确地执行该离合器接合轨迹的研究缺乏。因此，采用多滑模自适应控制方法对离合器进行精确控制具有重要的理论意义和工程应用价值。　　本文在对国内外湿式离合器压力控制、离合器摩擦特性和起步控制策略进行分析总结的基础上，采用理论分析、数值模拟相结合的方法，对不同工况下，发动机转速和离合器从动盘转速跟踪控制方法进行了深入研究。完成的主要研究工作和成果如下: 　　1、提出了一种多滑模自适应控制方法，采用Backstepping反推的思想，结合输入输出反馈线性化方法和自适应控制方法，对系统进行滑模控制器设计。该方法避免了“计算膨胀”情况的出现，进一步简化了控制器的设计过程，提高系统的稳定性和动态响应，控制器的控制精度和鲁棒性得到提高。　　2、在分析双离合器液压系统组成及工作原理的基础上，建立了双离合器液压控制系统中比例压力电磁阀和液压执行机构非线性模型。针对压力控制系统的非线性特性，提出了离合器压力SMAC控制方法。该方法具有快速响应的特点，通过结合自适应控制方法，使得控制器对系统参数不确定性以及外界不确定性干扰具有很好的鲁棒性。　　3、建立了离合器扭矩传递数学模型，在此基础上，找出了摩擦系数负斜率引起自激振动的机理。从系统特征值实部的表达式出发，分析了离合器接合压力、摩擦系数斜率和系统阻尼发生变化时对系统稳定性的影响，据此提出了降低离合器接合抖动的方案。为降低离合器接合过程的抖动，一是要通过采用纸基等摩擦材料或在润滑油中添加合适的添加剂，以增大摩擦系数的斜率;二是适当提高系统的阻尼系数。针对离合器接合过程的抖动问题，提出了离合器接合过程的FLSMC控制方法。该方法通过系统滑动模态的设计，将系统特征值转换为滑模控制参数，可以通过适当增大滑模控制参数k1、k2，以提高系统的稳定性，从而减小离合器扭矩传递过程的抖振现象。　　4、建立了起步过程的动力学模型，在此基础上，对离合器接合过程以及控制目标和评价标准进行分析，得到了起步控制策略制定需要满足的三点要求。针对起步控制，提出了一种发动机局部恒转速起步控制策略计算方法。该方法通过目标冲击度和发动机目标转速来预测离合器从动盘的目标转速，使得起步过程的目标冲击度峰值得到有效控制，提高了车辆平顺性;通过滑摩速度阈值大小来反映驾驶员起步意图，简化了控制策略的设计过程。　　5、本文提出了起步过程离合器FLMSMAC控制方法。该方法采用自适应方法处理系统的参数不确定性和外界不确定干扰问题，提高了系统的鲁棒性;同时，采用反馈线性化方法将起步过程的动力学子系统转变为等效线性系统，提高了系统的稳定性和控制精度，从而实现了发动机转速和离合器从动盘转速的精确跟踪，从理论上保证了起步控制策略的精确实现。
作者：	邱明明
专业：	机械电子工程
导师：	赵韩
授予学位：	博士
授予学位单位：	合肥工业大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文