外文翻译--液压驱动的无级变速器控制 中文版

毕业设计（论文）外文资料翻译 系别： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 学号： 外文出处： Vehicle System Dynamics 附 件： 1、外文原文； 2、外文资料翻 译译文。 指导教师评语： 签字： 年 月 日 附件 2、外文资料翻译译文 液压驱动的无级变速器控制 4. 液压约束 CVT的比率控制器（实际上）控制初级和次级压力。几个 压力的限制，必须考虑到该控制器： 1. 转矩限制 P P的扭矩，防止打滑的滑轮 ； 2. 较低压力的约束 P P，以保持两个电路注满油。在这里，相当任意的的 PPlow=3bar选择 .为使有足够的油流 Qsa的附件电路和用于被动阀在该电路的一个适当的 操作是必要的Qsa大于最小流 Qsa，最小。最小压力 Ps低 4bar转 证明是不够的 ； 3. 上部压力限制 P P max以防止损坏液压管路汽缸和活塞 .因此， Ppmax=25barPS最大值 =50bar； 4. 液压约束 P P液压，以保证主电路能快速放掉够向漏和次级电路可以提供足够的流动朝向初级电路 . 压力 Pp，的扭矩和 Ps扭矩限制 1依赖于关键的夹紧力 Fcrit方程（ 5） .估计转矩 Tp是使用固定式发动机的的扭矩计算 地图，变矩器特性和锁止离合器模式，随着惯性作用一起发动机轮和主齿轮箱轴 .安全系 数 Ks=0.3相对于估计最大的主转矩 Tpmax已被引入到占上干扰估计转矩 Tp，例如冲击负荷的车轮。然后带轮的夹紧力（相等的两个滑轮，而忽略了变速器效率）所需的扭矩传递变成了： Ftorque = cos() (| Tp| + ks Tp,max)/ 2 Rp (25) 因此，所产生的压力，可以很容易地使用公式推导（ 12）和（ 13） ： 21 .Pt o r q u e pppAp cF (26) 2 01 .s t o r q u e s s s p r ssc k sP F FA (27) 一模一样的夹紧装置已被以前使用参考。 3 试验台用于测量这款变速箱与测试车路。无滑移已经实现，在任何这些实验中这项工作的主要目标是改进比跟踪行为，夹紧装置维持不变。进一步的阐述制约 4是基于质量守恒的定律初级电路。首先，应当指出，对于本论述的泄漏流量 Q p ，泄露漏和可压缩长期 oil pvV pp可忽略不计相比。此外，它被再次提及，流量 QSP与 QPD永远不能不等于零，则在同一时间。最后，可以选择替换的比率变化 rcvt率通过比移 rcvt ， D所需的速率，这是由分层传动系统控制器指定。如果 rcvt ， D 0且 QSP = 0 。约束 4相对于主滑轮电路然后导致以下关系的压力pp， hyd ： 2, m a x. . m a x 0.2p c v t dpoppdfvArpc A (28) 其中 APD， max是主阀的流路中由初级的最大开口气缸组成。以类似的方式，对于次级带轮电路压力 Ps的关系， HYD在约束 4可以得出。这个约束是特别相关的，如果 rcvt0，也就是说，如果从流量 QSP 次级到初级电路必须为正并且结果， QPD= 0。这就 液压驱动的CVT397的结果： 2, m a xm a x 0 ,2p c v t dpo i ls h y d p dspfvArppc A (29) Asp， max是主阀中的流道从次级最大开口到主电 路。 对于 CVT的比率控制器的设计是有利的配制，以约束夹紧力，而不是压力方面。一个关联的夹紧力 F，与压力 P，和使用等式（ 12）和（ 13）这个结果的要求： , m i n , m a xF F F (30) 最小滑轮夹紧力： , m i n , , ,m a x , ,l o w t o r q u e h y dF F F F (31) 5.控制设计 假定在本节中，在每个时间点 t时，主 speed p （ t） 的比值 rcvt （ t）的初级压力峰值（ t）和次级压力 Ps （ t）的测量结果从已知的过滤和重建。此外，假定该无级变速器被安装在一个车辆传动系和所期望的 CVT比 rcvt ， D（ t）和比值变化的所需速率 rcvt ， D（ t）由整体分层传动系统控制器指定。这意味着，每个时间点的约束反力可被确定。本 CVT控制器的主要目标是实现的快速和准确的跟踪所需比例的轨迹。此外，控制器也应该是对干扰的控制性。一个重要的子目标是最大限度地提高效率。这是很合理的（和其他支持通过实验， 3） ，要实现这个子目标夹紧力 Fp和 Fs的必须为越小越好，考虑在方程的要求（ 30）考虑在内。比例控制器的输出是受方程（ 31）的约束。约束 F F ，最小有效提高 1带轮的夹紧力的设定值，从而产生一个不良率的变化。这可以通过提高相对带轮的夹紧来抵消力为好，使用基于模型的补偿条款中的比例控制器。使用 IDE的模式，即用式（ 10 ） ，表达式的比例变化迫使闪点，比例和 Fs ，比（图 8 ）可以很容易地得出： , , , m i np r a t i o s h i f t d sF F F(32) , , m i n,s h i f t d ps r a t i oFFF (33) 其中 Fshift， d是期望的换档力，基本上之间加权力差异两个滑轮。如前所述，取决于 s这又取决于 Fs的。这是一个隐式关系（ FS，比例取决于 FS），已解决由压力计算测量。现在将显示在每一个时间，两个夹紧力之一等于 F， min，而其他确定的比值。用公式（ 30），（ 32）和（ 33）表示 图 8带约束补偿比例控制器 次级夹紧力 Fp， d和 Fs， d由下式给出： , , m i n , m i n,p d p r a t i o s h i f t d s ps d s m i mifFF F F FFF （ 34） , , m i n, , m i n , m i n,p d ps h i f t d s ps d s r a t i oifFF F F FFF （ 35） 实际上，该比例被控制在这样一种方式，移动力 FSHIFT 变得等于 Fshift， d。对于由此产生的换档力拥有,s h ift p d s dF F F所以： , , m i n , , , m i n , m i n, m i n , , , , m i n , m i np r a t i o s s h i f t d s h i f t d s ps h i f tp s r a t i o s h i f t d s h i f t d s pififF F F F F FFF F F F F F （ 36） 这适用于，只要夹紧力不会对它们的最大约束饱和 （ F， _ F， min）。在 F， ratio F， ma x， F， d =F， max， Fshift= Fshift， d 的情况。因此，该换档速度是因为饱和执行器有限。（根据完成控制器， Fshift， d 必须变速器的 specified.As 动态 到 IDE 的型号）都相当非线性，等效输入 u介绍，使用逆 该井模型 Fshift， d 的代表性： ,c v t ds h ift drpu rFk （ 37） 当 | p |与双方的互补基本上是一个反馈线性化曲线。这将取消（已知的）非线性的变速器， max 见，例如 Slotine 等。 15。另外，设定值前馈被引入，这将降低受控的相位滞后系统响应。由于模型不准确等因素（如上层锁模力的限制）， max 差异 rcvt 和 rcvt 之间，max 会发生 d： ,c v t d c v t d urr （ 38） 如果 u 代替以及获得良好的跟踪性能。线性反馈控制器 基于该（违背方程（ 10）中，有惯性的知识被选定进行 u 参与，需要至少一个第二顺序控制器。因此，使用的 PID 控制器。 比例控制是 用于迅速减少错误，而集成所需的过程，以便跟踪斜坡设定值与零误差。某些微分作用证明有必要获得更大的稳定裕度（少振荡响应）。控制器实现如下： , 0 tc v t d c v t c v t d c v t c v teu P I Dkdr r r r r （ 39） 其中 Ke 0， 1切换积分，并根据是一定条件下进一步解释。控制器的微分作用只作用于所测 CVT 信号，以避免在给定值的阶梯式变化的过度控制响应。 此外，一个高频极点已被添加到该过程的操作，以防止过度的频率在高频率。控制器参数 P， I和 D已被调谐手动。 在执行器饱和的（因为最 大的力约束）情况下， 闭环有效地打破（测量 rcvt已经不反应的变化 ,u）。这会导致性能下降，因为控制器的积分器的值继续成长。这个所谓的积分器积分饱和是不可取的。有条件的抗饱和机制 已加入饱和期间限制积分器的值： , , m a x , , m a x, , m a x , , m a x10p r a t i o p s r a t i o sep r a t i o p s r a t i o sififF F F FkF F F F （ 40） 如果任饱和压力（pP= pP， max orsP= sP， max），移动速度误差必然变大。抗积分饱和算法，确保稳定，但跟踪行为会 恶化。这是硬件限制其只能通过提高变换器来解决和液压系统的硬件。有条件的抗饱和与一个标准的（线性）的优点算法是线性方法需要调整的良好表现，而条件 办法没有。此外，有条件的算法的性能密切类似于一个良好的线性调整机制。 6.实验结果 作为无级变速器已经在测试车辆已经实现，在车载实验上的滚子长凳已经进行调整和验证新的比率控制器。为了防止非同步的油门和 CVT比操作，油门踏板信号（见图 1）具有 被用作输入的验证实验。协调器将跟踪 发动机的最大效率运行点。在巡航控制的一种半强迫降行动 背出了在一个单一的参考实验已进行的 50公里每小时后跟一个踏板的速度。记录的踏板角度（参见图 9）已被施加到所述协同控制器。 这种方法取消了有限的人力驱动的可重复性。图 10的上图显示了从速度的测量计算出的 CVT比反应 利用方程（ 1），描述的跟踪误差。因为这是一个相当苛刻实验，跟踪信号是足够的。可以得到更好的跟踪性能 更光滑的设定点，但反应的特点将变得不那么明显 为好。图 11示出了初级和次级带轮压力。最初的主峰在误差信号（ 大约 T =1.5秒）是饱和的二次压力（下图 11地块），由于泵的过流限制。一个更快的初步反应是必需的， 液压硬件的适应是必要的。初始快速降挡后， 比再次降档之前达到设定值（大约 T =7次）。在转移所有变动 方向（ T =1.3， T =1.6和 t= 7.5s）发生相对少量的过冲， 这表明，该积分抗饱和算法表现良好。 看着在 T附近的初级压力 = 1.5秒，它可以被观察到，这压力峰值反复高于其设定值。此行为是由性能限制 主压力控制器。所开发的控制器，保证只有一个当时带轮压力设定值上升高于其低限，并且只实现 图 9 踏板输入的 CVT 动力总成 图 10 CVT 速比响应和跟踪误差，辊板凳半降档 图 11 初级和次级带轮压力，辊板凳半降档 图 12 新控制器的滑轮压力设定值减去低的限制 期望的比率。这被可视化在图 12中。更高的夹紧力导致更多的损失 无级变速器 10，只要没有宏观滑移发生。主要原因是油泵电力需求 （大约与压力呈线性），并在带本身，这既增加而损失 增大夹紧压力，通过测量 16作为支撑。因此，该控制器具有用于提高 CVT的效率的电位，相对于基于非模型控制器。 回顾图 10，第二 （正）峰的下图（之后的第一个负峰值由于执行器饱和）代表的比例响应的超调，由于移动方向变化。这个量描述了控制器的跟踪性能好，并且将被用于评估控制器的性能。超调在这里计算作为（正的）最大的比例误差：最大（ rcvt， d - rcvt）。另外，平均绝对误差（ 1 / N）的 | rcvt-d， rcvt|（在 10秒的响应的 N个数据点）将用于比较的结果。 同样的实验已经执行用于在控制器上几个变化。对于每一个这些变型，所有约束都仍施加，但有些在补偿方面 比控制器已被暂时关闭（在图 8中的垂直箭头所示）。结果进行了比较的结果为总 控制器和在图 13中被描绘。将要处理的情况下，有： 1.所有前馈和补偿的（总量）。 2.没有设定值前馈（断）， rcvt， d =0等式（ 37）。 3.没有关键（无皮带打滑）扭矩约束补偿（ T排版关）， Ftorque=0。 4.无液压约束补偿（ hydr样图关）， F，液压 =0。 5.无扭矩传递，也不液压约束补偿（ T， hydr样图关）， Ftorque=0， F，液压 =0。 它是立即清除所有的替代品，与所有前馈总控制器和在上段所述（总量）补偿器性能最佳，这意味着所有 控制器方面拥有尽可能降低跟踪误差了积极的贡献。开关关 闭或液压约束补偿项（ hydr排版关闭）或转矩传递 补偿器（ T补偿关闭）不会严重降低质量跟踪。但是， 切换两个补偿关闭（ T， hydr补偿关闭）不会引入大的跟踪误差。这发生，因为这两个约束的最大操作者取来计算补偿 动作，并且如果一个约束补偿器是零，最大运算器的输出 仍然 图 13 几个控制器的替代品冲和平均绝对误差 会是非零的，由于第二个约束。两个补偿器关掉同时 有效地引入控制器输出 U 一个“死区”，其结果是明显的。与设定值前馈响应关闭（ off）中增加了错误的因产生反应的增加相位滞后。总的得到的结果开发的控制器显 示出更好的跟踪行为（过冲和平均绝对误差）和 较低的瞬时滑轮压力（仅在比值的变化，如夹紧策略是相等的）与以前采用的控制器获得，按文献结果进行了比较。 这可能指示了可能改进新的 CVT 效率控制器如前所述。 图 14 在针尖的变化在测试赛道的实验车辆 图 15CVT 速比响应和跟踪误差，道路尖端移位 通过在主压力控制器的局限性。这种现象降低了最大减档的速度，并且是作为在 t 轻微凸点 =6.2s 和 t=8.2 有形之前。如所呈现的实验的主要目标是展示一个新的比率控制器概念，实验皮带打滑时一直使用经过验证的钳 位装置避免前