无级变速器速比控制阀动态性能仿真与优化

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1、２０１０年３月农业机械学报第４１卷第３期ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１０．０３．００２无级变速器速比控制阀动态性能仿真与优化１１２２刘金刚谭援强徐惠余陈建文（１湘潭大学机械工程学院，湘潭４１１１０５；２江麓机电科技有限公司技术中心，湘潭４１１１０５）【摘要】提出了一种基于改进粒子群优化算法的无级变速器速比控制阀动态性能优化方法。首先通过机理分析的方法建立了速比控制阀的动态模型；然后根据无级变速器速比控制阀的使用要求，在考虑响应时间、超调量及节能等指标的基础上，确立了一个综合的优化目标函数；最后根据

2、确立的目标函数，结合仿真模型，通过改进的粒子群优化算法对速比控制阀的结构参数进行了优化。试验结果表明经过优化的速比控制阀各项动态性能指标均优于原型阀，其中压力上升时间缩短了１００ｍｓ，超调量下降了００５ＭＰａ，更适用于无级变速器。关键词：无级变速器速比控制阀动态性能仿真优化中图分类号：Ｕ４６３２１２文献标识码：Ａ文章编号：１０００１２９８（２０１０）０３０００６０５ＤｙｎａｍｉｃＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｐｅｅｄＲａｔｉｏＣｏｎｔｒｏｌＶａｌｖｅｉｎＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙＶ

3、ａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ１１２２ＬｉｕＪｉｎｇａｎｇＴａｎＹｕａｎｑｉａｎｇＸｕＨｕｉｙｕＣｈｅｎＪｉａｎｗｅｎ（１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉａｎｇｔａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎｇｔａｎ４１１１０５，Ｃｈｉｎａ２ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒ，ＪｉａｎｇｌｕＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉａｎｇｔａｎ４１１１０５，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＡｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｐｔｉｍｉｚ

4、ａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｖａｒｉａｂｌｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｅｄｒａｔｉｏｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｂａｓｅｄｏｎｉｍｐｒｏｖｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｆｉｒｓｔａｔａｌｌ，ａｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｗａｓｓｅｔｕｐｂｙｍｅａｎｓｏｆｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎａｌｙｓｉｓｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｖａｌｖｅｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅｎ，ａｎｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｃｏ

5、ｎｓｉｄｅｒｉｎｇｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｉｃｅｓｏｆｓｐｅｅｄｒａｔｉｏｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅｓｕｃｈａｓｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅ，ｏｖｅｒｓｈｏｏｔａｎｄｓａｖｉｎｇｅｎｅｒｇｙｂａｓｅｄｏｎｉｔｓｏｐｅｒａｔｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｗａｓｓｏｌｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｉｔｈｎｅｃｅｓｓａｒｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ．Ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｏｐｔｉｍ

6、ｉｚｅｄｖａｌｖｅｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｔｏｔｙｐｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｉｃｅｓｏｆｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｖａｌｖｅｗｅｒｅｍｕｃｈｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｐｒｏｔｏｔｙｐｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｖａｒｉａｂｌｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，Ｓｐｅｅｄｒａｔｉｏｃｏｎｔｒｏｌｖａｌｖｅ，Ｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉ

7、ｏｎ速比控制阀属于先导式电液比例减压阀，国内引言现有产品的设计和制造技术完全依赖从国外引进，电液控制系统的引入使得先进控制技术得以有没有掌握关键结构参数的设计方法，自主开发能力［２～３］效应用，大大改善了无级变速器（ＣＶＴ）的性能。速十分薄弱，探索其关键结构参数的设计方法具比控制阀是ＣＶＴ电液控制系统的核心元件，其性能有重要的现实意义。对整个ＣＶＴ甚至整车的工作状态都有很大的影无级变速器在速比变化过程中，对速比控制阀［１］响。不仅有压力变化的要求，而且有瞬时流量要求，由于收稿日期：２００９０４０９修回日期：２００９０５２０国家自然科学

8、基金资助项目（５０９０５１５２）、湖南省教育厅资助科研项目（０９Ｃ９６４）和湘潭大学博士科研启动基金资助项目（０９ＱＤＺ１５）作者简介：刘金刚，讲师，主要从事机械传动检测与控制研究，Ｅｍａｉｌ：ｗｅｌｌｂ