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原文传递金属带式无级变速器电液控制系统关键技术的研究

论文题名：	金属带式无级变速器电液控制系统关键技术的研究
关键词：	金属带式无级变速器;电液控制;润滑冷却系统;故障诊断
摘要：	金属带式无级变速器(CVT)是汽车的理想传动装置，它具有结构紧凑、性能优良、易于自动控制等优点，发展无级变速器成为我国自动变速器工业的共识。电液控制系统是无级变速器最重要的部分，包括TCU、液压控制装置以及执行机构3部分。其关键技术为：1、液压控制系统的设计与试验方法；2、比例电磁阀试验与开发技术；3、速比控制技术；4、产品一致性及可靠性的技术。本文围绕上述关键技术进行了深入的研究，主要成果和创新点为： 1)根据液压控制系统的压力等级，将整个系统分为：变速与夹紧力控制、离合变矩控制、润滑冷却3个子系统。把一个复杂的系统逐一简化，在功能等效的基础上完成了液压系统的集成，并制作液压控制模块的样品。通过台架试验的结果表明：液压控制模块的稳态压力、动态压力和瞬态流量等主要性能指标，都能达到汽车不同行驶工况所需的目标值：整车道路试验表明：所设计的液压控制模块完全满足汽车任意行驶工况下对夹紧力与速比控制、起步离合器、液力变矩器控制的性能要求。根据润滑冷却流量分配关系，在设计时充分考虑了润滑阎流量—压力特性对流量分配产生的影响，利用优化算法对润滑冷却系统进行了优化设计。试验结果表明：在任意工况下，优化后润滑冷却系统可以满足整机和重要部件(如金属带)的润滑冷却要求。 2)系统研究了CVT专用电液比例阀的设计方法，从液压阀的工作原理入手，建立了阀的理论模型，该模型的仿真结果与液压阀的试验结果的完好一致性验证了该理论模型的正确性。基于所建立的理论模型，利用遗传算法对专用阀的敏感结构参数进行了优化。优化后的电液比例阀的试验结果表明：各项动态性能指标明显优于原型阀，更能满足无级变速器的使用要求。 3)根据CVT夹紧力控制阀性能测试的数据，采用粗糙集和最小二乘支持向量机相结合的方法，完成了产品质量分类器的设计；该方法利用粗糙集理论约简原始条件属性集，去除大量冗余信息，对最小二乘支持向量机分类器进行了有效的简化，降低了分类器的复杂程度，减少了训练时间和测试时间。试验结果表明，该分类器的精度高，对保证产品性能一致性具有良好的应用价值。 4)针对CVT速比控制中的波动问题，将广义预测控制理论应用于CVT速比控制，根据实际应用情况，还引入人工智能技术，对常规广义预测控制器进行了改造，开发了专用的CVT速比智能预测控制器。该控制器利用支持向量机建立非线性模型作为预测模型，通过混沌寻优算法完成在线最佳控制量的计算。台架试验结果表明，所设计的智能速比预测控制器具有良好的实时性，能有效抑制速比跟踪中的波动问题，具有更好的稳态控制品质；在阶跃响应过程中，可有效降低超调量和过渡时间，具有更好的动态品质。 5)不增加硬件成本和大计算量，对CVT控制系统夹紧力的在线故障诊断进行了探讨，提出了基于模型的故障诊断方法。基本策略：把系统全局的和局部的预测模型的输出与实际输出比较，根据残差就得出相应的诊断结果。通过人为制造的故障进行测试：结果表明所建立的故障自诊断系统具有较高的精度和反应速度，对CVT的备用安全是非常有效的。
作者：	刘金刚
专业：	车辆工程
导师：	周云山
授予学位：	博士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文