单摩擦元件纯电动两档变速器换档最优控制.pdf

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1、第52卷第20期机械工程学报Vol.52No.202016年10月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGOct.2016DOI：10.3901/JME.2016.20.092*单摩擦元件纯电动两档变速器换档最优控制11121叶杰黄向东赵克刚刘延伟黄谢鑫(1.华南理工大学广东省汽车工程重点实验室广州510640；2.广东工业大学机电工程学院广州510006)摘要：针对单摩擦元件纯电动两档变速器的动力换档过程，提出基于极小值原理的双控制变量换档协调优化控制策略。在转矩相阶段，对整车进行稳定加速度控制；在惯性相阶段，构造目标泛

2、函兼顾末时刻点的冲击度和过程中的滑摩功，以电动机、摩擦元件转矩变化率为控制变量，并根据过程中的容许冲击度对控制变量施加约束，针对该带约束条件的波尔扎问题，利用极小值原理最优控制算法求解电动机、摩擦元件的最优状态变化轨迹。在Matlab/Simulink软件平台上搭建换档控制仿真模型，验证自由边界条件下的双控制变量优化控制策略的可行性。并将该换档策略应用于所搭建的试验台架上，换档试验结果表明其能有效地提高换档品质，延长摩擦元件的使用寿命。关键词：自动变速器；波尔扎问题；极小值原理；换档策略中图分类号：TH156OptimalControlfor

3、GearShiftofaPureElectricVehicle’s2-speedTransmissionwithSingleFrictionClutch11121YEJieHUANGXiangdongZHAOKegangLIUYanweiHUANGXiexin(1.GuangdongKeyLabofAutomotiveEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640;2.MechanicalandElectricalEngineeringCollege,Guangdong

4、UniversityofTechnology,Guangzhou510006)Abstract：Apureelectricvehicle’s2-speedtransmissionwithsinglefrictionclutchisfocused.Thecoordinatingandoptimalcontrolwithtwocontrolvariablesisproposedforitsgearshiftprocessbasedontheprincipleoftheminimum.Inthetorquephase,driverpowerdema

5、nd(DPD)insteadofthetraditionaldrivertorquedemand(DTD)isadoptedtoattainconstantvehicle’sacceleration.Intheinertiaphase,theoptimalcoordinatingcontrolisproposedwiththetorquegradientoffrictiondiskclutchandmotorasthetwocontrolvariables,whilewiththejerkattheendofinertiaphaseandth

6、efrictionworkastheoptimalobjectives.NumericalmethodisemployedtosolvetheconstrainedBolzaproblemandobtaintheoptimalstatetrajectories.Besides,theshiftcontrolstrategyissimulatedontheMatlab/Simulinkplatform.Thesimulationresultsimplythattheproposedoptimalcoordinatingshiftcontrolb

7、asedontheminimumprincipleisafeasiblescheme.Throughtheapplicationofshiftcontrolonthebench-test,theresultsindicatethattheshiftcontrolstrategycaneffectivelyimproveshiftqualityandextendthelifespanofthefrictiondiskclutch.Keywords：automatictransmission；Bolzaproblem；principleofthe

8、minimum；shiftcontrolstrategy中的部分摩擦元件(离合器或制动器)，可以简化变*0前言速器结构和减小变速器尺寸，并且通过摩擦元件与开关元件间