基于AMESim的液力自动变速器故障仿真研究

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1、国内图书分类号：TP277密级：公开国际图书分类号：621西南交通大学研究生学位论文基于AMESim的液力自动变速器故障仿真研究年级2015级姓名李文朋申请学位级别工程硕士专业机械工程指导老师曾明华副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TP277U.D.C:621SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisTHERESEARCHONFAULTSIMULATIONOFAUTOMATICTRANSMISSIONBASEDONAMESIMGrade:2015Candidate:LiWenpengAcademicDegreeAppliedfo

2、r:MasterofEngineeringSpeciality:MechanicalEngineeringSupervisor:Prof.ZengMinghuaMay.2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要自动变速器由于其便捷的操作性、良好的舒适性等优点，已经广泛应用在各类汽车上。其中，AT（液力自动变速器）是应用最为广泛的一种自动变速器，深受各大汽车厂商的青睐。AT结构的高集成、涉及领域的多样性使得其故障不易诊断，其中AT中所涉及机械和液压系统的故障诊断更为困难，故障样本也很难得到。而故障仿真技术能够很好的解决这一问题。本文主要针对AT的机械和液压系统，利用仿真模型对其故障进行研究

3、。本文以A340E型自动变速器为例，首先对其结构进行分析，得到其机械和液压系统的逻辑关系图，并利用FMEA(故障模式和影响分析)方法对主要元件进行分析，从而建立故障模式和故障特征之间的逻辑关系。然后，通过AMESim系统建模仿真软件建立了AT的机械动力传输系统与1-2档换挡液压系统的联合仿真模型，利用VV&A（仿真系统校核、验证与确认）验证了模型的有效性。接着，在故障注入的理论基础下，研究了AT常见故障元件的机械和液压故障注入方法，以换挡阀、电磁阀和制动器为例，对其故障进行了仿真分析。最后，通过对多个特征量曲线和数据进行分析，得到故障模式和故障特征之间的关系，并利用SVM（支持向量机）对换挡阀

4、的三种模式进行识别，验证了数据的有效性。本文建立了AT的机械和液压系统联合仿真模型，为复杂系统仿真模型的建立提供了一个新的实例。通过故障注入技术对机械和液压系统故障进行了研究，实验结果表明该方法能够较为便捷地得到故障下多个特征量的仿真数据。在较少故障模式的情况下，基于SVM的故障模式识别方法能够较为准确地确认故障模式和故障特征之间的关系，因此故障数据样本能够为故障诊断系统提供良好的原始数据。关键词：液力自动变速器；AMESim；故障仿真；故障注入；支持向量机西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractDuetoitsconvenientoperationandcomfort,auto

5、matictransmissionhasbeenwidelyusedinvarioustypesofautomobiles.Automatictransmission(AT)isoneofthemostwidelyusedautomatictransmissionsandisfavoredbymanyvehiclemanufacturers.However,thehighintegrationoftheautomatictransmissionstructureandthediversityofthefieldsinvolvedmakeitdifficulttodiagnosefaults.F

6、aultdiagnosisofmechanicalandhydraulicsystemsismoredifficultandfaultsamplesaredifficulttoobtain.Faultsimulationtechnologycansolvethisproblemwell.Thisarticlefocusesonthemechanicalandhydraulicsystemsofautomatictransmissionsandusessimulationmodelstostudytheirfailures.Inthispaper,takingtheA340Eautomatict

7、ransmissionasanexample,byanalyzingthestructureofATtoobtainalogicaldiagramofthemechanicalandhydraulicsystem,usingFMEA(FailureModeandEffectAnalysis)toanalyzemaincomponents,andthenestablishlogicalrelatio