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F is to of In is It of th e to is of AD is of it AD is AD is in AP is to to to us to a a of be to to to of it be to of So it a is DB to an In to r in DB as to a At of DB to DB DB is up to of of of of In in of be b y of is so it be as t be to by -P or by of of so it in to up if it it of of At of of is DT is In to to r is to to to on AD is a of At o f of is of is DT by of of of is to to of At of of ch is of of of by -L of by in of be to to of of to in of by So s be It of AD of to su ch a of of of is to in ++ to it to to of it O NC of l is so NC no in in to as as in of is is by of of is In of in in a of a As an MT by of is in on of of in in as in of of A is of MT on of be e in of A is on of al is To by to of in as as of of rk to It by of is to be in In th e of is as a as a be A is in of is a is to By of a l of be It be by of a is to of an is of to of of a of of is a a to be by It is by th at of is of In ∮ in of In z by mo re is as an In in of in a is to in by of in of in of is to to of is to MC A of It is of MC in ID of an be in a of in As an of c is by of of of C in er on X is to as It is by By in is be of of In a on of MT is a 汽車離合器 統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 離合器是用來傳遞和切斷從發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的動(dòng)力的一種機(jī)構(gòu)。在汽車上， 它和發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪相連接，切斷和平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間的動(dòng)力傳遞。如何合理、高效、快捷地設(shè)計(jì)離合器一直是國內(nèi)外離合器廠家 追求 的目標(biāo)， 誕生將此希望變?yōu)榭赡?。汽?直是 術(shù)的先驅(qū)， 術(shù)最先是應(yīng)用在汽車工業(yè)上，而且與 來越不可分割，集成化正成為現(xiàn)實(shí)。研究如何應(yīng)用計(jì)算機(jī)來輔助設(shè)計(jì)汽車離合器，以及如何設(shè)計(jì)開發(fā)出一個(gè)實(shí)用 的、先進(jìn)的汽車離合器 統(tǒng) — 簡(jiǎn)稱 為實(shí)現(xiàn)汽車離合器集成設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的系統(tǒng)框架，正是本文的目的。 汽車離合器 統(tǒng)首先必須能夠輔助工程設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)離合器、其次能夠輔助設(shè)計(jì)人員分析設(shè)計(jì)的離合器、最后還能夠很好的組織和管理設(shè)計(jì)過程中的數(shù)據(jù)。從長遠(yuǎn)考慮它還應(yīng)該能夠輔助生產(chǎn)車間制造新產(chǎn)品、管理人員管理整個(gè)產(chǎn)品的生命周期，所以必須有一個(gè)核心能夠?qū)⑦@些子系統(tǒng)集成在一起。工程數(shù)據(jù)庫正是在這種需求下誕生的，以工程數(shù)據(jù)庫為核心構(gòu)建 成了 必然的趨勢(shì)。為今后汽車離合器 統(tǒng)的擴(kuò)充和發(fā)展，以及逐步實(shí)現(xiàn) 建一個(gè)堅(jiān)實(shí)的框架， 統(tǒng)同樣也需要以工程數(shù)據(jù)庫為核心將個(gè)設(shè)計(jì)和管理子系統(tǒng)集成為一個(gè)整體。本文第三章對(duì)工程數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行研究，并對(duì)汽車離合器 統(tǒng)的工程數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論，按全局庫、項(xiàng)目庫和設(shè)計(jì)庫的組織結(jié)構(gòu)創(chuàng)建了汽車離合器工程數(shù)據(jù)庫。 傳統(tǒng)的汽車離合器設(shè)計(jì)基本上是選擇后備系數(shù)、離合器型式、設(shè)計(jì)摩擦片、設(shè)計(jì)草圖、設(shè)計(jì)裝配總成、設(shè)計(jì)各零件。在國內(nèi)，這些過程基本上都是人工進(jìn)行的，但近些年來，隨著計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件如司的 應(yīng)用，工程圖的繪制基本上可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。用這種二維工程圖的模型，計(jì)算機(jī)只能輔助工程設(shè)計(jì)人員繪制工程圖紙，無法對(duì)零部件進(jìn)行分析，這種模型描述能力低下。隨著線框建模技術(shù)、基于曲面或?qū)嶓w建模技術(shù)的出現(xiàn)，零部件在計(jì)算機(jī)中將以三維的方式表示，它能夠很好地輔助工程設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)和分析零部件。但這種模型缺乏對(duì)產(chǎn)品零部件信息的完整描述， 從而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)、制造系統(tǒng)和分析系統(tǒng)集成困難。特征建模技術(shù)正好能夠彌補(bǔ)這種缺陷，而將特征建模技術(shù)和參數(shù)化建模技術(shù)結(jié)合起來則 既 能 提 高 產(chǎn) 品 模 型 的 描 述 能 力 又 能 夠 提 高 產(chǎn) 品 模 型 的 快 速 修 改 能力。本文第 四章對(duì)參數(shù)化特征建模技術(shù)進(jìn)行研究，并用參數(shù)化特征建模技術(shù)在公司的 稱 件上對(duì)汽車離合器零部件建立了產(chǎn)品模型。 為使汽車離合器 統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)人 員更快地開發(fā)離合 器新產(chǎn)品，讓計(jì)算機(jī)模擬工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)原有的產(chǎn)品模型進(jìn)行變型設(shè)計(jì)是統(tǒng)智能化的一個(gè)表現(xiàn)。智能 一個(gè)發(fā)展方向。本文的第五章對(duì)變型設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了研究，并應(yīng)用參數(shù)表驅(qū)動(dòng)和特征抑制技術(shù)在 實(shí)現(xiàn)了汽車離合器零部件的智能化變型設(shè)計(jì) 。 汽車離合器 統(tǒng)除了具有一定的集成化和智能化之外還應(yīng)該具有一定的自動(dòng)化， 也就是說系統(tǒng)能夠根據(jù)設(shè)計(jì)要求自動(dòng)地設(shè)計(jì)離合器、并對(duì)離合器的一些基本參數(shù)和零部件進(jìn)行校核分析和優(yōu)化。本文的第六章對(duì)離合器的結(jié)合模型進(jìn)行了分析，推導(dǎo)出了一些基本參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算公式 ;對(duì)膜片彈簧的工作情況進(jìn)行了分析，運(yùn)用當(dāng)前國際上比較認(rèn)可的 對(duì)膜片彈簧的載荷變形特性和應(yīng)力應(yīng)變特性進(jìn)行了仿真計(jì)算。汽車離合器基本參數(shù)優(yōu)化和膜片彈簧的優(yōu)化均采用復(fù)合形優(yōu)化算法，其中設(shè)計(jì)目標(biāo)、設(shè)計(jì)約束和設(shè)計(jì)變量的初始值，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際要求改變。根據(jù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化了的離合器的基本參數(shù)、離合器的型式、初始條件，采用實(shí)例推理法和設(shè)計(jì)模板法初 步設(shè)計(jì)離合器的各零部件，并自動(dòng)將其裝配起來，形成離合器零部件及裝配模型的設(shè)計(jì)模板。設(shè)計(jì)模板是通過智能化實(shí)例推理技術(shù)從現(xiàn)有的實(shí)例中推理而來， 然后用戶則在此基礎(chǔ)上采用交互的方式逐步改進(jìn)、往復(fù)設(shè)計(jì)，直到滿足設(shè)計(jì)要求為止。因此這樣既發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的輔助作用，也充分地?cái)U(kuò)展了人的主動(dòng)地位，真正地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化設(shè)計(jì)和交互式設(shè)計(jì)相結(jié)合。 如何真正地實(shí)現(xiàn)如此復(fù)雜和先進(jìn)的汽車離合器 統(tǒng)，這不僅需要許多的汽車離合器設(shè)計(jì)和 面的專業(yè)知識(shí)，更需要很高的計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平。本人還對(duì)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法和當(dāng)前的 作系統(tǒng)進(jìn)行了研究，學(xué)習(xí)了多種程序設(shè)計(jì)語言和一些軟件開發(fā)工具。運(yùn)用軟件工程的理論對(duì) 統(tǒng)進(jìn)行了需求分析、功能結(jié)構(gòu)分析、流程圖分析、方案設(shè)計(jì)、模塊設(shè)計(jì)。運(yùn)用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法、多種程序設(shè)計(jì)語言，用 ++開發(fā)工具設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了汽車離合器 統(tǒng)。一汽東光離合器廠已經(jīng)大量應(yīng)用該系統(tǒng)，實(shí)踐證明 統(tǒng)能夠很好的 輔助設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)離合器、能顯著地提高離合器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能力、大大縮短離合器產(chǎn)品的開發(fā)周期，而且系統(tǒng)具有很高的穩(wěn)定性和可擴(kuò)充性。 汽車 動(dòng)離合器接合過程的動(dòng)力學(xué)與控制研究 隨著中國加入 國汽車零部件企業(yè)面臨著越來越大的壓力和挑戰(zhàn)， 全球性的跨國汽車及零部件公司正逐漸地入侵中國這一個(gè)世界上最大也是最后一個(gè)潛在汽車市場(chǎng)。國內(nèi)汽車行業(yè)尤其是汽車零部件與跨國公司相比，無論是從規(guī)模、資金實(shí)力、研發(fā)能力、還是管理水平上看，都不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。國內(nèi)零部件企業(yè)為了生存下去，必須從某個(gè)方面有所突破，形成一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。過去，一直在國家關(guān)稅政策保護(hù)卜生存的中國汽車這一競(jìng)爭(zhēng)行業(yè)的企業(yè)， 面臨著生存的危機(jī)，競(jìng)爭(zhēng)力弱的很重要的一個(gè)原因就是產(chǎn)品開發(fā)速度慢， 水平低。究其原因，有的是開發(fā)手段落后，有的是經(jīng)驗(yàn)不足，有的是開發(fā)人員素質(zhì)達(dá)不到客觀要求，還有一個(gè)重要的原因，就是我們產(chǎn)品開發(fā)的方式的落后。 與液力自動(dòng)變速器 (無級(jí)變速器 (比，機(jī)械自動(dòng) 變速器 ( 的制造成本要低得多，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，市場(chǎng)潛力巨大。作為 系統(tǒng)中的一個(gè)重要功能模塊，當(dāng)前自動(dòng)離合器在技術(shù)開發(fā)中存在的主要問題包括 :復(fù)雜工況下起步失敗、沖擊劇烈、換檔不平穩(wěn)、摩擦片壽命縮短和響應(yīng)遲滯過大等。本文圍繞問題的關(guān)鍵，即離合器接合過程瞬態(tài)響應(yīng)作了深入的理論分析和試驗(yàn)研究· 發(fā) 動(dòng)機(jī)、膜片彈簧、伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)等具有強(qiáng)非線性特性，這給自動(dòng)離合器系統(tǒng)最佳瞬態(tài)響應(yīng)的控制設(shè)計(jì)帶來困難。本文提出以系統(tǒng)綜合的方法來研究 動(dòng)離合器的非線性動(dòng)力學(xué)與控制。根據(jù)汽車傳動(dòng) 系 統(tǒng) 動(dòng) 力 學(xué) 原 理 ， 被 控 主 系 統(tǒng) 可 以 分 統(tǒng) 和 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 。 本 文 首 次 將 穩(wěn) 定 性 理 論 和 參 考 模 型 自 適 應(yīng) 控 制 結(jié) 合 并 應(yīng) 用 于 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)器以精確的轉(zhuǎn)速預(yù)測(cè)為前提，通過構(gòu)建扁平化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，并根據(jù)遺忘因子思想改進(jìn)快速遞推算法，既減少網(wǎng)絡(luò)權(quán)矩陣的計(jì)算量，又充分發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)非線性和非平穩(wěn)系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)能力。比較分析表明，改進(jìn)算 法可以確保發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)是可靠和有效的。在建模過程中，膜片彈簧的載荷·變形關(guān)系通常作為“黑箱”問題，使得許多精確控制策略無法應(yīng)用。為此，本文進(jìn)一步發(fā)展了 ，推導(dǎo)出離合器接合過程中膜片彈簧的載荷·變形非線性數(shù)學(xué)模型，解決了“黑箱”的精確建模問題。通過協(xié)調(diào)二個(gè)子系統(tǒng)的控制量，可以得到一個(gè)綜合最優(yōu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。系統(tǒng)綜合為直接根據(jù)整車性能設(shè)計(jì)反饋控制器提供了方便，而且為解決“分層”控制思路帶來的響應(yīng)延遲和不精確性開辟了一條有效的途徑。 沖 擊 度 和 滑 摩 功 這 兩 個(gè) 與 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 有 關(guān) 的 性 能 指 標(biāo) 相 互 制約。 本文采用最小值原理進(jìn)行多目標(biāo)最優(yōu)控制，首次得到以解析式表達(dá)的多目標(biāo)綜合最優(yōu)軌線。綜合最優(yōu)控制的真實(shí)意義在于給出了系統(tǒng)的 最 優(yōu) 性 能 。 為 使 控 制 系 統(tǒng) 不 受 系 統(tǒng) 不 確 定 性 因 素 和 外 界 千 擾 的 影響，設(shè)計(jì)了魯棒性強(qiáng)的滑?？刂破鳎ＷC系統(tǒng)能夠跟蹤綜合最優(yōu)軌線。數(shù)值仿真表明，當(dāng)高速開關(guān)閥的節(jié)流孔流量系數(shù)、摩擦片的磨損量、摩擦系數(shù)、傳動(dòng)系的彈性系數(shù)等因素在允許范圍內(nèi)變化時(shí)，滑模控制器的跟蹤誤差遠(yuǎn)低于一般的 制器。 微分幾何理論為非線性動(dòng)力系統(tǒng)的分析提供了有力的工具。針對(duì)這一典型的仿射非線性系統(tǒng)，通過反饋線性化方法構(gòu)建微分流形，得到原系統(tǒng)的相伴形。仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)工程應(yīng)用具有實(shí)際意義。在實(shí)施非線性控制中，本文首次將∮算子及其在頻域上對(duì)應(yīng)的變換引入到汽車電子控制領(lǐng)域。與常規(guī)的之算子相比，當(dāng)采樣周期趨于無窮小時(shí)，∮算子的數(shù)字迭代格式精度更高，穩(wěn)定性更好。本文以非線性滑模控制器為實(shí)例，從理論和工程應(yīng)用兩個(gè)方面探討了∮算子離散化控制的實(shí)現(xiàn)格式、誤差分析、以及穩(wěn)定性。這種方法在高頻采樣系統(tǒng)中具有工業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，豐富了其新的應(yīng)用領(lǐng)域。 作為本項(xiàng)工作的重點(diǎn)之一，本文分別對(duì)自動(dòng)離合器系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)仿真和實(shí)車試驗(yàn)。利 用大型系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件 發(fā)出自動(dòng)離合器系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)模型，通過虛擬試驗(yàn)分析離合器接合過程瞬態(tài)響應(yīng)的理論預(yù)測(cè)結(jié)果，為實(shí)車試驗(yàn)所需的液壓執(zhí)行器和計(jì)算機(jī)控制器的設(shè)計(jì)提供了可靠而有效的依據(jù)。自動(dòng)離合器控制器包括傳感器、微處理器及其接口 ;執(zhí)行器為液壓機(jī)構(gòu)。所有試驗(yàn)都在 X 轎車上實(shí)車進(jìn)行，重點(diǎn)考察小油門、大載荷、高檔位、上坡等高難度工況。試驗(yàn)結(jié)果表明，本文實(shí)施的控制策略使自動(dòng)離合器的接合過程具有良好的動(dòng)態(tài)特性，對(duì)人的主觀意圖、汽車多變的工況和復(fù)雜的行駛環(huán)境具有自適應(yīng)能力，能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)不 熄火，車輛平穩(wěn)起步和換檔，滑磨過程縮短，執(zhí)行機(jī)構(gòu)響應(yīng)迅速。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，本文提出的分析方法和控制技術(shù)能夠顯著提高 動(dòng)離合器的工作性能，為該技術(shù)的進(jìn)一步產(chǎn)品化開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。