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基于无模型自适应理论的AMT选换挡执行器精确位置控制研究
| 论文题名： | 基于无模型自适应理论的AMT选换挡执行器精确位置控制研究 |
| 关键词： | 汽车传动系统;机械式自动变速器;选换挡执行器;位置控制;无模型自适应理论 |
| 摘要： | 变速器作为汽车动力总成中的关键一环，对汽车动力传输的影响举足轻重。机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission,AMT)由于动力传输效率高，成本低，自始至终备受青睐。但AMT在换挡过程中长时间的中断严重影响着车辆的驾驶性、动力性和舒适性。 本文以某型5挡AMT为研究载体，以电控电动式选换挡执行器为研究对象，为在实现精确位置控制的同时，缩短换挡中断时间、减小换挡冲击，对选换挡执行器作出如下研究： (1)首先，选换挡执行器分析及建模。根据AMT换挡控制系统中选换挡执行器的执行机理搭建了执行器的动力源—直流有刷电机及其执行机构的数学模型，并对电机中的相关参数进行辨识。 (2)其次，选换挡执行器位置控制器设计。设计了一种新颖的比例-无模型自适应(Propotion Model-Free Adaptive Control,P-MFAC)串级控制器，以实现AMT选换挡执行器的精确位置控制。该控制器由一个无模型自适应(Model-Free Adaptive Control,MFAC)控制的速度内环和一个比例环节控制的位置外环构成。仿真结果表明，与传统的PID控制器和基于趋近律的滑模鲁棒控制器相比，该控制器在精确的位置跟踪控制方面表现良好，具有更快的响应速度和更小的超调量。 (3)再次，P-MFAC控制器参数整定。针对P-MFAC控制器目前主要依靠经验进行参数整定而难于获得最优解的问题，将基本粒子群算法和人工免疫算法相结合组成免疫粒子群算法，对控制器参数进行优化，使控制器达到最优的位置控制效果。仿真结果表明，与遗传算法和粒子群算法相比，该算法收敛速度更快，全局搜索能力更强，并具有较高的收敛精度和稳定性。 (4)最后，台架试验验证。首先完成单一目标挡位的精确位置控制，以验证P-MFAC控制算法的有效性和优越性。然后进行任意挡位的静态切换试验，通过与传统PID控制器换挡时间的对比，验证P-MFAC控制器的可靠性和先进性。 |
| 作者： | 史森文 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 臧怀泉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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