CVT硬件在环仿真试验平台研究

论文摘要

随着经济的发展,人们生活水平的提高,汽车已经成为人类社会重要的组成部分。汽车工业的发展,促使人们对汽车各项性能也提出了更高的要求。金属带式无级变速器(CVT)能连续改变速比的优良性能极大的改善了汽车的操纵性和舒适性,也提高了汽车的燃油经济性。其作为理想的汽车变速传动装置,具有广阔的发展前景和市场空间。为了提高CVT的传动性能,获得合理的控制算法,人们尝试了多项努力。而对CVT传动性能的改进离不开实验的支持,因此对实验方法的研究逐渐得到人们的重视。对CVT的传动性能测试,最简单有效的方式就是将CVT直接安装到汽车上进行实验。但这种实验方法花费时间长、经济成本高,并且无法完成一些极端情况的测试。而CVT硬件在环仿真试验平台可以很好的解决这些问题。本文首先分析了CVT的基本结构和工作原理,通过分析CVT的传动过程来寻找对其传动性能进行检测的途径。在此基础上引入了硬件在环仿真理论,通过对硬件在环仿真原理的深入研究和分析,表明了利用硬件在环仿真理论来搭建CVT传动性能测试平台的可行性和优越性。其次,结合CVT的传动原理和硬件在环仿真理论,通过分析比较不同元件之间的基本性能,对CVT硬件在环仿真试验平台的硬件设备进行选型。在CVT试验平台硬件构成基本确定的基础上,分析了试验平台控制系统的控制算法,并改进了基本的PID控制算法。同时详细研究了各控制模块的创建,并在建立MATLAB/Simulink模型的基础上,设计了其程序编写流程,为控制程序代码的编写提供理论指导。最后,对搭建好的试验平台进行了硬件控制试验及分析。在此基础上,通过实车实验和试验台实验的比较分析来检测该试验平台对CVT传动性能进行测试的正确性。在试验平台调试结果满足实验要求的情况下,对一CVT成品进行仿真分析及性能评价。论文的课题来源是湖南省科技计划重点项目(05GK2007),由湖南江麓容大车辆传动有限责任公司承接的“车用无级变速器(CVT)电液控制系统”项目。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪 论
• 1.1 引言
• 1.2 无级变速器的发展历程及发展趋势
• 1.2.1 无级变速器的发展历程及类型
• 1.2.2 无级变速器的发展趋势
• 1.3 硬件在环仿真技术的研究状况
• 1.4 论文主要研究内容
• 第2章 CVT 基本结构和工作原理
• 2.1 CVT 基本结构
• 2.2 CVT 工作原理
• 2.3 CVT 的技术特点
• 2.3.1 CVT 关键部件
• 2.3.2 主要技术参数
• 2.3.3 性能指标
• 2.4 CVT 控制技术
• 2.4.1 速比控制
• 2.4.2 夹紧力控制
• 2.4.3 起步离合器控制
• 2.5 本章小结
• 第3章 硬件在环仿真原理及关键技术
• 3.1 硬件在环仿真原理及概括
• 3.1.1 硬件在环仿真技术原理
• 3.1.2 硬件在环仿真系统结构及工作流程
• 3.1.3 硬件在环仿真在汽车研究中的应用
• 3.1.4 硬件在环仿真在CVT 传动中的应用
• 3.2 硬件在环仿真关键技术
• 3.2.1 硬件构成技术
• 3.2.2 软件技术
• 3.3 本章小结
• 第4章 CVT 硬件在环仿真试验台硬件构成
• 4.1 试验台总体结构介绍
• 4.2 动力总成系统
• 4.2.1 驱动电动机
• 4.2.2 液力变矩器
• 4.3 加载系统
• 4.3.1 电动机加载控制器
• 4.3.2 加载电机
• 4.4 采集系统
• 4.4.1 转速传感器
• 4.4.2 压力传感器
• 4.4.3 加速踏板传感器
• 4.4.4 扭矩传感器
• 4.5 辅助系统
• 4.6 执行元件
• 4.6.1 CVT 液压控制系统
• 4.6.2 离合器液压控制系统
• 4.6.3 液力变矩器液压控制系统
• 4.7 本章小结
• 第5章 CVT 硬件在环仿真试验台软件模型
• 5.1 试验台控制算法分析
• 5.1.1 PID 控制及控制原理
• 5.1.2 PID 控制参数对系统性能的影响
• 5.1.3 PID 控制算法的改进
• 5.2 试验台软件模型
• 5.2.1 发动机模型
• 5.2.2 驾驶员模型
• 5.2.3 CVT 车型传动系模型及其行驶阻力模拟
• 5.2.4 评估模型
• 5.3 本章小结
• 第6章 CVT 硬件在环仿真试验台试验及分析
• 6.1 试验台控制性能测试实验
• 6.2 试验台测试性能验证实验
• 6.3 CVT 传动性能试验台实验
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢