amt车辆起步过程离合器控制

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1、AMT车辆起步过程离合器控制TheClutchControlintheStarting-upProcessforAMTVehicles作者姓名:高原专业名称:系统工程指导教师:陈虹教授学位类别:工学硕士论文答辩日期:2015年06月6日授予学位日期:2015年06月日答辩委员会主席:论文评阅人:前前前言言言自动变速器的出现令汽车驾驶的难度大大降低，电控机械式自动变速器（AutomatedManualTransmission，AMT）因其传动效率高、生产继承性好等优点得到了科研领域和应用领域的广泛关注。由于AMT以手动变速器结构为基础，所以在汽车驾驶过程中的起步动作需通过控制离合器的分离与

2、接合才能得以完成。目前国内外针对AMT车辆的起步过程控制问题已进行了大量研究并取得了较多成果，但是仍存在一定的局限性：一是对于起步过程中的不确定性不能给予较好的处理，二是取得较好控制效果的算法复杂程度较高，难以在工程实际中实现与运用，造成了理论与应用的脱节。本文基于上述背景展开研究工作：首先，对于车辆起步过程进行分析，建立面向车辆起步控制任务的动力学模型。然后，运用AMESim仿真软件搭建搭载有5挡AMT的车辆动力总成系统模型，其中对于离合器以及离合器的执行机构进行详细建模，并利用实车数据对模型参数进行设置。接下来，基于自抗扰控制方法进行车辆起步控制器设计，并进行多工况的离线仿真实验验证

3、。最后在完成快速原型实验的基础上，进行实车路面试验，通过对试验结果的记录分析，验证了本文设计控制系统在真实车辆起步过程中的有效性。本文的研究工作得到长江学者和创新团队发展计划“汽车控制的理论、方法与关键技术”（No.IRT1017）和国家自然科学基金重点项目“基于数据的汽车发动机动力总成系统分析与控制”（No.61034001）的资助。摘摘摘　　　要要要AMT车车车辆辆辆起起起步步步过过过程程程离离离合合合器器器控控控制制制学学学生生生姓姓姓名名名：：：高高高原原原专专专业业业名名名称称称：：：系系系统统统工工工程程程指指指导导导教教教师师师：：：陈陈陈虹虹虹教教教授授授当今社会，广大人

4、民生活水平日益提高，汽车已成为我们日常工作与生活中不可或缺的工具。电控机械式自动变速器的出现，降低了汽车驾驶的难度。但是由于车辆动力总成系统是一个高度非线性（如行驶阻力、执行机构特性等）、高度不确定性（如车体质量、行驶路面坡度等）的系统，所以仍有许多与车辆行驶过程息息相关的控制问题有待研究。车辆起步环节是车辆行驶的基础和关键，也是一辆汽车性能好坏最直观的体现。除此之外，燃油经济性和驾乘舒适性等性能指标也都与车辆起步过程密切相关。因此，为了使车辆获得良好的性能指标，本文选取车辆起步控制问题作为研究课题。首先，本文对AMT车辆起步过程的动态进行分析，建立用于控制器设计的车辆起步过程动力学模型

5、。并针对车辆动力总成系统进行研究，分析动力总成系统的组成以及各个部分之间的关系，利用AMESim仿真软件完成搭载有5速AMT的整车仿真模型的搭建，并以实验室的试验用车为基础，利用实车数据对模型中的各部分进行参数设置，通过功能性验模证明本文所建立的仿真模型可以用于车辆起步过程控制系统的仿真验证。其次，分析车辆起步过程离合器控制的性能需求，并给出量化的性能指标，然后针对AMT车辆的起步过程进行控制系统的设计。本文的控制系统的核心是自抗扰控制算法，该算法不要求精确的数学模型，能够集中处理系统内外的不确定性等优点，恰好能够解决车辆起步过程中外部干扰多、内部参数变化大的控制难题，然后以PID算法为

6、辅助完成离合器执行机构的位置跟踪控制。并根据实际起步环境对于实验工况进行设计，运用多种起步工况对本文设计控制系统的有效性进行验证。最后，在利用快速原型实验完成本文设计控制系统实时验证的基础上，进行实车路面试验。该试验中，控制器运行在dSPACE公司旗下的MicroAutobox中，通过CAN以及AD-DA采集实车起步过程中发动机及离合器的实时转速，运用驱动电路驱动执行机构进行离合器接合，同样通过多种工况对控制系统的控制效果进行验证。试验结果表明，所设计的控制系统能够有效可靠的完成车辆起步过程的离合器接合控制。关关关键键键词词词：：：车辆起步控制，自抗扰控制，电控机械式自动变速器，干式离合

7、器，实车试验1AbstractTheClutchControlintheStarting-upProcessforAMTVehiclesCandidate:GaoYuanSpecialty:SystemsEngineeringSupervisor:ChenHongWiththeenhancementoflifequalities,vehiclehasbecomeanessentialtoolinourdailylife.Theeme