基于模糊控制的工程车辆自动变速系统研究

论文摘要

工程车辆作业任务种类繁多、操作复杂,对其进行自动变速控制,一方面可以改善工程车辆的传动性能、减轻驾驶员的工作强度,另一方面可以使其传动系统工作效率提高,改善换挡冲击,减少能源的消耗。本文基于工程车辆动力传动特性研究的基础上,以ZL50轮式装载机为例,针对液力变矩器传动效率低的问题,采用模糊换挡策略来实现自动换挡,提出了以DSP TMS320LF2407A为核心的模糊自动变速控制系统方案,确定了系统的结构组成。采用模块化的设计方法,按系统功能分成微控制模块,电源模块、通信模块、输出模块进行其系统硬件的设计。在CCS(Code Composer Studio)集成环境下以控制程序、信号处理模块、自动换档控制模块、通信及故障检测等模块完成相应的软件设计。最后,在MATLAB/Simulink和电路控制实验板上对模糊自动变速系统进行了仿真试验。实验结果表明,该控制系统可以根据实时参数的变化进行档位切换,验证了模糊控制方法对工程车辆的自动变速控制系统是有效而且可行的。本文的研究,对改善工程车辆的控制性和操作性、提高工程车辆自动化水平具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 自动变速技术的特点及关键技术
• 1.1.1 自动变速技术的特点
• 1.1.2 自动变速技术的关键技术
• 1.2 工程车辆自动变速技术的发展及分类
• 1.3 课题的提出
• 1.4 课题研究的主要内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 工程车辆动力传动系统特性研究
• 2.1 工程车辆动力传动系统组成
• 2.2 发动机特性
• 2.3 液力变矩器特性
• 2.3.1 液力变矩器输入特性
• 2.3.2 液力变矩器输出特性
• 2.3.3 液力变矩器原始特性
• 2.4 发动机与液力变矩器的共同工作特性
• 2.4.1 发动机与液力变矩器共同工作的输入特性
• 2.4.2 发动机与液力变矩器共同工作的输出特性
• 2.5 变速器特性
• 2.6 车辆传动系统的受力分析
• 2.7 本章小结
• 第三章 工程车辆自动换挡策略研究
• 3.1 工程车辆自动变速系统换挡规律概述
• 3.1.1 工程车辆换档规律分类
• 3.1.2 工程车辆换档规律目前存在的问题
• 3.2 效率换档规律研究
• 3.3 模糊控制策略
• 3.3.1 模糊控制技术简介
• 3.3.2 系统控制方法的选择
• 3.3.3 模糊控制系统的组成及其原理
• 3.3.4 模糊换挡控制器实现
• 3.4 模糊控制自动变速系统控制方案
• 3.5 本章小结
• 第四章 模糊控制自动变速系统的硬件设计
• 4.1 微控制器的选择
• 4.1.1 微控制器的介绍
• 4.1.2 关键芯片的选型
• 4.1.3 TMS320 系列DSP 功能特点
• 4.2 总体结构设计
• 4.3 DSP 最小系统设计
• 4.3.1 复位电路
• 4.3.2 时钟电路
• 4.3.3 存储器接口电路
• 4.3.4 仿真器接口电路
• 4.4 电源模块
• 4.5 通信模块
• 4.6 输出模块
• 4.7 本章小结
• 第五章 模糊控制自动变速系统的软件设计
• 5.1 软件设计方案
• 5.2 主程序控制模块
• 5.3 信号处理模块
• 5.3.1 脉冲信号处理模块
• 5.3.2 模拟量信号处理模块
• 5.3.3 开关量信号处理模块
• 5.4 自动换档控制模块
• 5.5 通信及故障检测模块
• 5.6 本章小结
• 第六章 模糊控制自动变速系统仿真实验研究
• 6.1 工程车辆传动系统仿真研究
• 6.1.1 仿真软件MATLAB/ SIMULINK
• 6.1.2 模糊控制自动变速系统仿真子模型
• 6.1.3 自动变速系统总体仿真模型
• 6.1.4 仿真实验结果及分析
• 6.2 换档控制实验研究
• 6.2.1 实验目的
• 6.2.2 实验设备
• 6.2.3 自动换档控制系统实验
• 6.2.4 换档控制实验结果及分析
• 6.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢