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河北建筑工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文資料翻譯 系別： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)： 機(jī)101 姓名： 侯躍龍 學(xué)號(hào)： 2010307107 外文出處： Vehicle System Dynamics 附 件：1、外文原文；2、外文資料翻譯譯文。 指導(dǎo)教師評(píng)語： 簽字： 年 月 日 附件2、外文資料翻譯譯文 液壓驅(qū)動(dòng)的無級(jí)變速器控制 4. 液壓約束 CVT的比率控制器（實(shí)際上）控制初級(jí)和次級(jí)壓力。幾個(gè) 壓力的限制，必須考慮到該控制器： 1. 轉(zhuǎn)矩限制Pα≥Pα的扭矩，防止打滑的滑輪; 2. 較低壓力的約束Pα≥Pα，以保持兩個(gè)電路注滿油。在這里，相當(dāng)任意的的PPlow=3[bar]選擇.為使有足夠的油流Qsa的附件電路和用于被動(dòng)閥在該電路的一個(gè)適當(dāng)?shù)牟僮魇潜匾腝sa大于最小流Qsa，最小。最小壓力Ps低4[bar]轉(zhuǎn) 證明是不夠的; 3. 上部壓力限制Pα≤Pαmax以防止損壞液壓管路汽缸和活塞.因此，Ppmax=25[bar]PS最大值=50[bar]; 4. 液壓約束Pα≥Pα液壓，以保證主電路能快速放掉夠向漏和次級(jí)電路可以提供足夠的流動(dòng)朝向初級(jí)電路. 壓力Pp，的扭矩和Ps扭矩限制1依賴于關(guān)鍵的夾緊力 Fcrit方程（5）.估計(jì)轉(zhuǎn)矩Tp是使用固定式發(fā)動(dòng)機(jī)的的扭矩計(jì)算 地圖，變矩器特性和鎖止離合器模式，隨著慣性作用一起發(fā)動(dòng)機(jī)輪和主齒輪箱軸.安全系數(shù)Ks=0.3相對(duì)于估計(jì)最大的主轉(zhuǎn)矩Tpmax已被引入到占上干擾估計(jì)轉(zhuǎn)矩Tp，例如沖擊負(fù)荷的車輪。然后帶輪的夾緊力（相等的兩個(gè)滑輪，而忽略了變速器效率）所需的扭矩傳遞變成了： Ftorque = cos(?) · (| ? Tp| + ks · ? Tp,max)/ 2 · μ · Rp (25) 因此，所產(chǎn)生的壓力，可以很容易地使用公式推導(dǎo)（12）和（13）： (26) (27) 一模一樣的夾緊裝置已被以前使用參考。[ 3 ]試驗(yàn)臺(tái)用于測(cè)量這款變速箱與測(cè)試車路。無滑移已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，在任何這些實(shí)驗(yàn)中這項(xiàng)工作的主要目標(biāo)是改進(jìn)比跟蹤行為，夾緊裝置維持不變。進(jìn)一步的闡述制約4是基于質(zhì)量守恒的定律初級(jí)電路。首先，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本論述的泄漏流量Q p ，泄露漏和可壓縮長(zhǎng)期κoil · V· 可忽略不計(jì)相比。此外，它被再次提及，流量QSP與QPD永遠(yuǎn)不能不等于零，則在同一時(shí)間。最后，可以選擇替換的比率變化rcvt率通過比移rcvt ，D所需的速率，這是由分層傳動(dòng)系統(tǒng)控制器指定。如果 rcvt ，D <0，則油流出的主缸的給排水管，所以QPD > 0且QSP = 0 。約束4相對(duì)于主滑輪電路然后導(dǎo)致以下關(guān)系的壓力，hyd ： (28) 其中APD，max是主閥的流路中由初級(jí)的最大開口氣缸組成。以類似的方式，對(duì)于次級(jí)帶輪電路壓力Ps的關(guān)系，HYD在約束4可以得出。這個(gè)約束是特別相關(guān)的，如果˙rcvt>0，也就是說，如果從流量QSP 次級(jí)到初級(jí)電路必須為正并且結(jié)果，QPD= 0。這就 液壓驅(qū)動(dòng)的CVT397的結(jié)果： (29) Asp，max是主閥中的流道從次級(jí)最大開口到主電路。 對(duì)于CVT的比率控制器的設(shè)計(jì)是有利的配制，以約束夾緊力，而不是壓力方面。一個(gè)關(guān)聯(lián)的夾緊力Fα，β與壓力Pα，β和使用等式（12）和（13）這個(gè)結(jié)果的要求： (30) 最小滑輪夾緊力： (31) 5.控制設(shè)計(jì) 假定在本節(jié)中，在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)t時(shí)，主speedωp （t）的比值rcvt （t）的初級(jí)壓力峰值（ t）和次級(jí)壓力Ps （t）的測(cè)量結(jié)果從已知的過濾和重建。此外，假定該無級(jí)變速器被安裝在一個(gè)車輛傳動(dòng)系和所期望的CVT比rcvt ，D（t）和比值變化的所需速率˙ rcvt ，D（ t）由整體分層傳動(dòng)系統(tǒng)控制器指定。這意味著，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的約束反力可被確定。本CVT控制器的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)的快速和準(zhǔn)確的跟蹤所需比例的軌跡。此外，控制器也應(yīng)該是對(duì)干擾的控制性。一個(gè)重要的子目標(biāo)是最大限度地提高效率。這是很合理的（和其他支持通過實(shí)驗(yàn)， [3]） ，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)子目標(biāo)夾緊力Fp和Fs的必須為越小越好，考慮在方程的要求（30）考慮在內(nèi)。比例控制器的輸出是受方程（31）的約束。約束Fα ≥ Fα ，最小有效提高1帶輪的夾緊力的設(shè)定值，從而產(chǎn)生一個(gè)不良率的變化。這可以通過提高相對(duì)帶輪的夾緊來抵消力為好，使用基于模型的補(bǔ)償條款中的比例控制器。使用IDE的模式，即用式（ 10 ） ，表達(dá)式的比例變化迫使閃點(diǎn)，比例和Fs ，比（圖8 ）可以很容易地得出： (32) (33) 其中Fshift，d是期望的換檔力，基本上之間加權(quán)力差異兩個(gè)滑輪。如前所述，κ取決于τs這又取決于Fs的。這是一個(gè)隱式關(guān)系（FS，比例取決于FS），已解決由壓力計(jì)算κ測(cè)量?，F(xiàn)在將顯示在每一個(gè)時(shí)間，兩個(gè)夾緊力之一等于Fα，min，而其他確定的比值。用公式（30），（32）和（33）表示 圖8帶約束補(bǔ)償比例控制器 次級(jí)夾緊力Fp，d和Fs，d由下式給出： （34） （35） 實(shí)際上，該比例被控制在這樣一種方式，移動(dòng)力FSHIFT變得等于Fshift，d。對(duì)于由此產(chǎn)生的換檔力擁有所以： （36） 這適用于，只要夾緊力不會(huì)對(duì)它們的最大約束飽和 （Fα，_≤Fα，min）。在Fα，ratio≥Fα，max，F(xiàn)α，d =Fα，max，F(xiàn)shift= Fshift，d的情況。因此，該換檔速度是因?yàn)轱柡蛨?zhí)行器有限。（根據(jù)完成控制器，F(xiàn)shift，d必須變速器的specified.As動(dòng)態(tài) 到IDE的型號(hào)）都相當(dāng)非線性，等效輸入u介紹，使用逆 該井模型Fshift，d的代表性： （37） 當(dāng)|ωp |與雙方的互補(bǔ)基本上是一個(gè)反饋線性化曲線。這將取消（已知的）非線性的變速器，max見，例如Slotine等。 [15]。另外，設(shè)定值前饋被引入，這將降低受控的相位滯后系統(tǒng)響應(yīng)。由于模型不準(zhǔn)確等因素（如上層鎖模力的限制），max差異˙rcvt和˙rcvt之間γ，max會(huì)發(fā)生d： （38） 如果u代替γ以及獲得良好的跟蹤性能。線性反饋控制器 基于該（違背方程（10））中，有慣性的知識(shí)被選定進(jìn)行u 參與，需要至少一個(gè)第二順序控制器。因此，使用的PID控制器。 比例控制是用于迅速減少錯(cuò)誤，而集成所需的過程，以便跟蹤斜坡設(shè)定值與零誤差。某些微分作用證明有必要獲得更大的穩(wěn)定裕度（少振蕩響應(yīng)）?？刂破鲗?shí)現(xiàn)如下： （39） 其中Ke∈{0，1??}切換積分，并根據(jù)是一定條件下進(jìn)一步解釋。控制器的微分作用只作用于所測(cè)CVT 信號(hào)，以避免在給定值的階梯式變化的過度控制響應(yīng)。 此外，一個(gè)高頻極點(diǎn)已被添加到該過程的操作，以防止過度的頻率在高頻率?？刂破鲄?shù)P，I和D已被調(diào)諧手動(dòng)。 在執(zhí)行器飽和的（因?yàn)樽畲蟮牧s束）情況下， 閉環(huán)有效地打破（測(cè)量rcvt已經(jīng)不反應(yīng)的變化,u）。這會(huì)導(dǎo)致性能下降，因?yàn)榭刂破鞯姆e分器的值繼續(xù)成長(zhǎng)。這個(gè)所謂的積分器積分飽和是不可取的。有條件的抗飽和機(jī)制 已加入飽和期間限制積分器的值： （40） 如果任飽和壓力（= ，max or= ，max），移動(dòng)速度誤差γ必然變大?？狗e分飽和算法，確保穩(wěn)定，但跟蹤行為會(huì) 惡化。這是硬件限制其只能通過提高變換器來解決和液壓系統(tǒng)的硬件。有條件的抗飽和與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的（線性）的優(yōu)點(diǎn)算法是線性方法需要調(diào)整的良好表現(xiàn)，而條件 辦法沒有。此外，有條件的算法的性能密切類似于一個(gè)良好的線性調(diào)整機(jī)制。 6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果 作為無級(jí)變速器已經(jīng)在測(cè)試車輛已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，在車載實(shí)驗(yàn)上的滾子長(zhǎng)凳已經(jīng)進(jìn)行調(diào)整和驗(yàn)證新的比率控制器。為了防止非同步的油門和CVT比操作，油門踏板信號(hào)（見圖1）具有被用作輸入的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。協(xié)調(diào)器將跟蹤 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大效率運(yùn)行點(diǎn)。在巡航控制的一種半強(qiáng)迫降行動(dòng) 背出了在一個(gè)單一的參考實(shí)驗(yàn)已進(jìn)行的?50公里每小時(shí)后跟一個(gè)踏板的速度。記錄的踏板角度（參見圖9）已被施加到所述協(xié)同控制器。 這種方法取消了有限的人力驅(qū)動(dòng)的可重復(fù)性。圖10的上圖顯示了從速度的測(cè)量計(jì)算出的CVT比反應(yīng) 利用方程（1），描述的跟蹤誤差。因?yàn)檫@是一個(gè)相當(dāng)苛刻實(shí)驗(yàn)，跟蹤信號(hào)是足夠的。可以得到更好的跟蹤性能 更光滑的設(shè)定點(diǎn)，但反應(yīng)的特點(diǎn)將變得不那么明顯 為好。圖11示出了初級(jí)和次級(jí)帶輪壓力。最初的主峰在誤差信號(hào)（大約T =1.5秒）是飽和的二次壓力（下圖11地塊），由于泵的過流限制。一個(gè)更快的初步反應(yīng)是必需的， 液壓硬件的適應(yīng)是必要的。初始快速降擋后， 比再次降檔之前達(dá)到設(shè)定值（大約T =7次）。在轉(zhuǎn)移所有變動(dòng)方向（T =1.3，T =1.6和t= 7.5s）發(fā)生相對(duì)少量的過沖， 這表明，該積分抗飽和算法表現(xiàn)良好。 看著在T附近的初級(jí)壓力= 1.5秒，它可以被觀察到，這壓力峰值反復(fù)高于其設(shè)定值。此行為是由性能限制 主壓力控制器。所開發(fā)的控制器，保證只有一個(gè)當(dāng)時(shí)帶輪壓力設(shè)定值上升高于其低限，并且只實(shí)現(xiàn) 圖9 踏板輸入的CVT動(dòng)力總成 圖10 CVT速比響應(yīng)和跟蹤誤差，輥板凳半降檔 圖11 初級(jí)和次級(jí)帶輪壓力，輥板凳半降檔 圖12 新控制器的滑輪壓力設(shè)定值減去低的限制 期望的比率。這被可視化在圖12中。更高的夾緊力導(dǎo)致更多的損失 無級(jí)變速器[10]，只要沒有宏觀滑移發(fā)生。主要原因是油泵電力需求 （大約與壓力呈線性），并在帶本身，這既增加而損失 增大夾緊壓力，通過測(cè)量[16]作為支撐。因此，該控制器具有用于提高CVT的效率的電位，相對(duì)于基于非模型控制器。 回顧圖10，第二（正）峰的下圖（之后的第一個(gè)負(fù)峰值由于執(zhí)行器飽和）代表的比例響應(yīng)的超調(diào)，由于移動(dòng)方向變化。這個(gè)量描述了控制器的跟蹤性能好，并且將被用于評(píng)估控制器的性能。超調(diào)在這里計(jì)算作為（正的）最大的比例誤差：最大（rcvt，d - rcvt）。另外，平均絕對(duì)誤差（1 / N）的| rcvt-d，rcvt|（在10秒的響應(yīng)的N個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)）將用于比較的結(jié)果。 同樣的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)執(zhí)行用于在控制器上幾個(gè)變化。對(duì)于每一個(gè)這些變型，所有約束都仍施加，但有些在補(bǔ)償方面 比控制器已被暫時(shí)關(guān)閉（在圖8中的垂直箭頭所示）。結(jié)果進(jìn)行了比較的結(jié)果為總控制器和在圖13中被描繪。將要處理的情況下，有： 1.所有前饋和補(bǔ)償?shù)模偭浚? 2.沒有設(shè)定值前饋（斷），rcvt，d =0等式（37）。 3.沒有關(guān)鍵（無皮帶打滑）扭矩約束補(bǔ)償（T排版關(guān)），F(xiàn)torque=0。 4.無液壓約束補(bǔ)償（hydr樣圖關(guān)），F(xiàn)α，液壓=0。 5.無扭矩傳遞，也不液壓約束補(bǔ)償（T，hydr樣圖關(guān)），F(xiàn)torque=0，F(xiàn)α，液壓=0。 它是立即清除所有的替代品，與所有前饋總控制器和在上段所述（總量）補(bǔ)償器性能最佳，這意味著所有 控制器方面擁有盡可能降低跟蹤誤差了積極的貢獻(xiàn)。開關(guān)關(guān)閉或液壓約束補(bǔ)償項(xiàng)（hydr排版關(guān)閉）或轉(zhuǎn)矩傳遞 補(bǔ)償器（T補(bǔ)償關(guān)閉）不會(huì)嚴(yán)重降低質(zhì)量跟蹤。但是， 切換兩個(gè)補(bǔ)償關(guān)閉（T，hydr補(bǔ)償關(guān)閉）不會(huì)引入大的跟蹤誤差。這發(fā)生，因?yàn)檫@兩個(gè)約束的最大操作者取來計(jì)算補(bǔ)償 動(dòng)作，并且如果一個(gè)約束補(bǔ)償器是零，最大運(yùn)算器的輸出仍然 圖13幾個(gè)控制器的替代品沖和平均絕對(duì)誤差 會(huì)是非零的，由于第二個(gè)約束。兩個(gè)補(bǔ)償器關(guān)掉同時(shí) 有效地引入控制器輸出U一個(gè)“死區(qū)”，其結(jié)果是明顯的。與設(shè)定值前饋響應(yīng)關(guān)閉（off'）中增加了錯(cuò)誤的因產(chǎn)生反應(yīng)的增加相位滯后?？偟牡玫降慕Y(jié)果開發(fā)的控制器顯示出更好的跟蹤行為（過沖和平均絕對(duì)誤差）和 較低的瞬時(shí)滑輪壓力（僅在比值的變化，如夾緊策略是相等的）與以前采用的控制器獲得，按文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。 這可能指示了可能改進(jìn)新的CVT效率控制器如前所述。 圖14 在針尖的變化在測(cè)試賽道的實(shí)驗(yàn)車輛 圖15CVT速比響應(yīng)和跟蹤誤差，道路尖端移位 通過在主壓力控制器的局限性。這種現(xiàn)象降低了最大減檔的速度，并且是作為在t輕微凸點(diǎn)=6.2s和t=8.2有形之前。如所呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)的主要目標(biāo)是展示一個(gè)新的比率控制器概念，實(shí)驗(yàn)皮帶打滑時(shí)一直使用經(jīng)過驗(yàn)證的鉗位裝置避免前面提到的。此外，網(wǎng)上基于模型的檢測(cè)算法被使用，驗(yàn)證該。有兩種方法來檢測(cè)帶從測(cè)量數(shù)據(jù)滑落線（不直接在滑輪的皮帶的運(yùn)行半徑來計(jì)算所謂的幾何測(cè)量比）的實(shí)驗(yàn)后已被使用。第一，它已被證實(shí)，如果CVT的范圍幾何比例可能不超過（rlow≤rcvt≤rod）。其次，最大 轉(zhuǎn)移CVT的速度是有限的，由于有限的夾緊力和變速器的速度，看方程（10）。摩擦在推帶的過度（宏觀）滑移區(qū)域系數(shù)減小，滑差調(diào)速[8]。這將導(dǎo)致不穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)行為，因此速度滑將迅速增加，當(dāng)AV-帶的扭矩容量是exceeded. As的比值從測(cè)量滑輪的速度，過快的比例變化（rcvt高值）可以指示皮帶打滑。每次測(cè)量的結(jié)果都經(jīng)過仔細(xì)審查，其結(jié)果并沒有顯示皮帶打滑影響的任何痕跡。 圖16 初級(jí)和次級(jí)帶輪的壓力，道路尖端移位 7.結(jié)論 一種新的比例控制器的金屬推帶式CVT用帶液壓夾緊系統(tǒng)被開發(fā)出來。在變速器和液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)系統(tǒng)，設(shè)定值前饋和反饋線性化控制方面實(shí)施。反饋控制器是帶有條件抗飽和PID控制器保護(hù)?？偙戎悼刂破鞅ＷC，壓力設(shè)定點(diǎn)中的至少一個(gè)總是以最少的相對(duì)于他的約束而另一種是上述的最小凸電平，用于換檔。這種方法有可能用于提高CVT的效率。滾子工作臺(tái)和公路實(shí)驗(yàn)具有內(nèi)置CVT表明足夠的跟蹤是一個(gè)車輛獲得的。從比例上設(shè)定的最大偏差由執(zhí)行機(jī)構(gòu)壓力飽和造成的。實(shí)驗(yàn)與幾個(gè)控制器的變化具有速度向前的現(xiàn)象，所有已執(zhí)行的前饋和約束補(bǔ)償方面產(chǎn)生有益的最小化跟蹤誤差影響。提示轉(zhuǎn)移的實(shí)驗(yàn)顯示對(duì)曲線性好執(zhí)行器飽和。