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机械式变速器高速试验台建模仿真与测试研究
| 论文题名： | 机械式变速器高速试验台建模仿真与测试研究 |
| 关键词： | 汽车机械式变速器;高速试验台;仿真系统;三相异步电机;PI调节器 |
| 摘要： | 机械式变速器高速试验是国家汽车行业标准QC/T568.1-2011中新增设的验证机械式变速器在高转速、高负载、长时间工况下耐烧性、可靠性和耐久性的重要试验。在实际高速试验中，由于试验台控制系统控制精度不足的问题导致了试验台无法满足高速试验要求。为了通过增设转速和转矩PI调节器方法解决该问题，本文基于MATLAB/SIMULINK仿真平台，构建了机械式变速器高速试验仿真系统。 首先，通过对比分析的方法确定试验台驱动电机和负载电机类型为三相异步电机。建立基于三相异步电机物理模型的数学模型，分析了其强耦合、非线性、高阶数等特点。为了使数学模型解耦降阶，利用坐标变换的方法，在同步旋转坐标系下建立了带转矩内环的按转子磁链定向的矢量控制系统数学模型。基于经典PID控制理论，确定了转速和转矩调节器的类型为PI调节器。 其次，基于已建立的驱动电机数学模型，以MATLAB为开发应用平台，利用SIMULINK模块库构建了机械式变速器高转速试验台仿真系统。基于该仿真系统，研究了PI调节器各项系数对高速试验的影响规律并对其进行了整定。根据高速试验要求，进行了带有PI调节器的不同档位高速仿真试验，验证了所设计的PI调节器的合理性。 最后，基于高速试验台特点，通过不同类型试验台的对比分析，确定了采用共直流母线能量回馈电封闭式试验台的设计方案。利用SIZER电机选择软件确定了驱动电机、负载电机及电机驱动设备的合理参数。对转矩传感器、温度传感器、数据采集卡、上位机与下位机通信方式等测控硬件进行了选型，构建了试验台的机械系统和测控系统。 实际变速器高速试验结果表明，带PI调节器的机械式变速器高速试验台的控制精度显著提高，能够充分满足实际高速试验要求，有效解决了高速试验台测控系统控制精度不足的问题。所构建的仿真系统经济、高效，精度和可靠性高，为试验台开发和设计提供了全新、可靠的技术手段。 |
| 作者： | 孙宇 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 田韶鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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