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新型液压—机械双流传动系统模式切换与速度控制研究
| 论文题名： | 新型液压—机械双流传动系统模式切换与速度控制研究 |
| 关键词： | 汽车液压-机械双流传动系统;模式切换控制;调速控制;模型预测控制 |
| 摘要： | 本文以课题组设计的新型液压—机械双流传动（Hydraulic-Mechanicaldual-flowTransmission，HMT）系统为研究对象，分析了HMT系统的结构与工作特性，研究了模式切换过程控制、调速控制及微电机驱动比例阀控制，进行了实车试验。 本文的主要研究工作如下： （1）在HMT系统传动链建立的基础上，分析模式切换过程中HMT离合器、HST离合器、变量泵的工作状态与功率特性，确定变量泵—定量马达系统理想调速曲线，获得HMT传动比、机械功率、液压功率与变量泵-定量马达系统排量比的关系曲线，分析HMT模式切换过程的功率循环特性，为HMT传动模式切换过程控制提供依据。 （2）建立HMT模式切换过程的数学模型与AMESIM模型，并进行传动模式切换过程分析，获得HMT传动模式切换特性的影响因素；针对HMT模式切换过程存在的功率循环问题，提出了考虑功率循环的HMT模式切换策略；针对HMT模式换过程中的速度波动问题，提出了基于马达输出转矩补偿的模式切换控制方法。仿真结果表明：考虑功率循环的HMT传动模式切换策略可有效降低循环功率；基于马达输出转矩补偿的模式切换控制可有效降低车速大范围波动。 （3）针对HMT液压调速系统容积效率随负载变化导致车速波动的问题，通过分析变量泵容积效率和总效率的影响因素，推导出液压缸活塞位移与比例电磁铁电流的关系；基于比例电磁铁输入电流与斜盘位移简化模型，建立了考虑容积效率的变量泵—定量马达系统的数学模型，获得其容积效率与负载变化的非线性特性，提出了基于容积效率补偿的泵控马达系统MPC调速控制策略。仿真结果表明：基于容积效率补偿的泵控马达系统MPC调速控制策略在负载波动时具有较强的补偿容积效率损失能力，降低负载波动对车速的影响。 （4）针对传统电磁阀存在卡滞和受油液品质影响较大的问题，基于微电机驱动比例阀构型进行新型微电机驱动比例阀结构与控制系统设计，微电机轴与其转子以螺旋机构连接，具有自锁能力，同时微电机轴与阀芯刚性连接，解决了传统电磁阀卡滞和受油液品质影响较大的问题。基于步进电机工作特性，进行微电机驱动比例阀控制策略制定与控制器设计，并进行微电机驱动比例阀试验测试。结果表明：设计的新型微电机驱动比例阀响应时间能够满足农业车辆控制要求。 （5）设计开发新型HMT系统控制器（TransmissionControlUnit，TCU），并制定实车试验方案，编写软件控制程序，最后进行实车试验并分析试验结果。 |
| 作者： | 纵华宇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 夏光;张冬林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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