基于惩罚函数法的汽车动力传动系参数优化匹配分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com基于惩罚函数法的汽车动力传动系参数优化匹配分析王薇，谷正气，董继征(湖南大学，湖南长沙410082)OptimizationoftheAdaptationbetweenEngineandTransmissionSystemofanAutomobileBasedonPunishFunctionMethodWANGWei,GUZheng—qi，DONGji—zheng(HunanUniversity．Changsha410082，China)摘要：在建立发动机特性数学模型的基础上，以Keywor

2、ds：transmissionsystem；powerper—原地起步连续换档加速时间和多工况循环使用油耗formanceandtheeconomyperformance；optimiza—作为衡量动力性和燃油经济的2个分目标，采用线tion；matching；mathematicalmodel性加权组合的方法将其转换成单一目标函数，建立了汽车动力传动系优化数学模型，利用惩罚函数法0引言对此模型进行了优化，实例计算表明，应用该方法对汽车动力传动系进行优化匹配分析时，整车综合性汽车动力性与燃油经济性的好坏，在很大程度能均有显著改善。上取决于

3、发动机的性能和传动系型式及参数的选关键词：传动系；动力性和燃油经济性；优化；匹择，即取决于汽车动力传动系统合理匹配的程度。配；数学模型传动系参数的选择，一般的优化原则是在满足一定中图分类号：U464．113的动力性的前提下，使燃油经济性达到最佳值，即以文献标识码：A汽车动力性为约束条件，燃油经济性为目标函数来文章编号：1001—2257(2005)10—0021一O3进行传动系参数的优化[1]，但这样做是把燃油经济Abstract：Onthebasisofengineidiocratic性的改善建立在牺牲动力性的基础上，具有一定的math

4、ematicalmodel，usingtheoriginunderwayac—局限性。celeratetimeandtheoilconsumptionatthecycle1发动机特性数学模型的建立ofmulti——workingconditionsastheobjectivefunc·-tionsofthepowerperformanceandtheeconomy1．1发动机外特性数学模型performancerespectively，andthentransformitto由于对发动机变工况转矩特性的研究还不够，asingleobjec

5、tivefunctionbyusingthelinear目前只能使用发动机的台架试验数据来描述，以矩adding．Establishingtheoptimizationmathematical阵形式输入程序，通过插值或曲线拟合来表示发动modelbetweenengineandtransmissionsystemof机的转矩特性。稳定工况的外特性转矩曲线基本呈anautomobile，andoptimizingthismodelbypunish抛物线状，并且为转速的一元函数，所以采用最小二functionmethod．Acalculati

6、onexampleshowsthat乘曲线拟合的方法来描述。optimizationoftheadaptationbetweenengineand=a0+口l，z。+a2，z；+⋯+a^，z：(1)transmissionsystemofanautomobilebyutilizing式中，z。——发动机转速——发动机外特性转矩thismethod，thecomprehensiveperformanceoftheautomobilehasbeenremarkablypromoted．k——曲线拟合阶数，一般取k=3～51．2发动机万有特性数

7、学模型收稿日期：2005一O5—31发动机万有特性的描述，国内外多采用试验数《机械与电子)2005(10)·2】·维普资讯http://www.cqvip.com据的矩阵描述方法，需要时插值提取，插值法比较迅厂——滚动阻力系数速，精度的高低取决于数据点的疏密程度，可真实地C。——空气阻力系数反映万有特性的局部特点；也有采用曲线拟合法的，A——汽车迎风面积但要小心其系数矩阵可能出现病态。本文采用二元U——汽车车速拉格朗日插值法，发动机的万有特性是个二元函数，——汽车加速度燃油消耗率g是发动机转速和功率P的函数，T0——起步时间，可由实验确定

8、即——传动效率g一g(，P)“，Umln——汽车加速起始及加速终了车速最佳动力性换档点为相邻档位加速度曲线的交Pc)一∑∑(Ⅱ)i=lj=mh=l点所对应的车速，若无交点则应在发动机转速达到最