利用液压驱动的离合器伺服系统的控制及性能评价外文文献翻译、中英文翻译
附录 A
利用液压驱动的离合器伺服系统的控制及性能评价
摘要
一种用于商用车的液压驱动离合器控制系统被分析.基于一个单一化的系统模
型,设计出了闭环控制器.一个全序的模型也被描述并利用它通过计算机模拟来评
价那种闭环控制器在一些装置上的表现和控制器的主要参数.选中的主要的性能
指数包括换档时间和位置寻迹误差,它们主要受两个主要参数影响:油管的长度和
控制器取样的时间.由此产生的依赖可以用来对包括设备构造和电子控制单元的
性能测试和成本的规定.在不同构造的设备和控制器上的实验结果与模拟的结果
是一致的,这也证明了前面所提方法的可行性.
关键词:性能分析 系统设计 模拟 自动推进控制 液压驱动
1.介绍
在近几年,用于商用车换档系统上的伺服驱动已经得到很大的注意,尤其是在
欧洲市场.这种系统存在于添加了更多驱动的手动换档装置,它通过电子控制单元
对离合器和换档进行控制.与自动换档系统相比,机械伺服驱动系统有很多优点:
整套系统的造价和省油.在一个驾驶周期中该系统省油 4%-5%,这一点得到市场
的认同.
根据基本的操作的不同,伺服换档系统可分为两种形式：
半自动: 在发动机和车辆运行条件合适的情况下,驾驶员通过合适的分界面,
利用系统进行换档；
全自动: 利用系统自动换档,基于操作点(驱动器的转矩,转速,当前的档位。
利用这种系统的缺点是离合器自由的从当前的档位换到新档位 ,在换档过程
中牵引转矩发生中断.为了解决这一点, 牵引转矩中断的时间尽量短,一般小于
300ms.换档由一个控制器控制,这个控制器根据离合器,变速箱的控制要求产生转
矩,以此达到同步.因为转矩在离合器结合时传递到动力传动机构取决于离合器的
位置,后面的必须被精确的控制以防止令人厌烦的震动 .因此,本文主要讲述离合
器子系统的控制和所能达到的性能.
许多文献刊登了离合器控制的问题,包括完整的动力控制系
(Fredriksson&Egardt,2000Garofalo,Glielmo,Iannelli,&Vasca,2002;Pettersson&Nielse
n,2000)和离合器的子系统(Horn ,Bamberger,Michau,&Pindl,2002).这些文章主要
针对特定设备的控制运算的设计.然而设备和控制器自然的以及造价的约束严重
影响了这样一个复杂系统可达到的性能.因此,系统的标准分析是必须的,以此在
设备和控制器的规格方面定义理想的性能.
这篇文章所介绍电液伺服系统广泛应用于许多工业领域.对于这样的系统标
准化的控制方法依赖于操作点周围动力学的局部线性化,跟随着线性控制的设计
(Merritt,1967).其他的重要途径有:非线性模拟(Zavarehi,Lawrence,&Sassani,1999),
反馈线性(Vossoughi&Donath1995),Lyapunov 控制(Sohl&Bobrow,1999),可变结构
的控制(Bonchis,Corke,Rye,&Ha,2001)和H∞控制(Tunay,Rodin,&Beck,2001).不过,
在某些情况下,非线性的追踪问题应该考虑,它影响着系统预期的性能.
根据上面的考虑,本文从两方面展开:
离合器位置追踪问题的合理控制体系的定义
在设备和控制器结构上,整个系统所表现的性能分析,这一点是解决在最低
成本情况下特定系统标准规格的基础.
尽管后来的可以作为一个最优化的问题被明确表达,但是解决办法太复杂而
不能系统的表达,而且需要通过模拟来实现.
一个准确的模拟系统是双方问题的基础.一种自然全序的离合器系统模型被
开发并被验证,那时被用在了仿真方面.由于它的复杂性,这种全序的模型不太适
合控制器的设计.一种程序的模型为了位置控制器的设计而开发,并且保证它的实
用性.为了达到控制器的快速动力性,在降序模型倒置时,控制器应处于前馈.闭环
调整器要保证良好,它关系到系统参数的稳定和被忽视的动力.引入一个压力控制
回路以减少液压回路中的不理想情况.
一旦控制器被定下来,将对所选性能参数的正确性进行分析,也就是设备和控
制器参数中的离合器接合时间和跟踪的错误.特别是间歇性曲线的设计,展示了怎
样为设备构造和电子控制单元提供性能和成本的制定.
这篇文章内容如下.在第二部分,描述离合器控制系统以及引入全序物体模型.
在第三部分,证实离合器模型,公布那些考虑调整过的参数.在第四部分,一个为了
控制目的尤其是为了液压伺服阀和输油管道的简单模型被提出.在第五部分,介绍
控制器的结构和设计.在第六部分,公布模拟分析和实验结果,以证明所提方案的
可行性.
2.系统的描述和模型的来源
图1为该离合器控制系统的简单示意图.在动力传动系统中,离合器由两块圆
盘组成,一边连于发动机轴,一边连于变速箱轴.通过液压驱动,它有可能控制离合
器的位置.利用这个办法,转矩在从发动机传到车轮的过程中时刻调的,在离合器
脱离阶段换档变为可能.
驱动主要是由一个液压活塞连接在Belville 弹簧(Almen&Laszlo,1936)和其
他预载弹簧上组成,这些弹簧保持离合器的闭合,当没有外力加载在活塞上时.液
压回路由伺服阀(一个三接口的控制阀)控制,伺服阀通过输油管道决定油的流动
和油压.伺服阀与一个压力为 Ps 的油压源相连,它通过泵使阀中充满油,并与一个
大气压为 Po 的油池相连.为了使离合器脱离,伺服阀与一个油压为 Ps 的机械驱动
室相连.为了离合器的接合,伺服阀通过低压Po 与驱动室相连,并通过弹簧的压力
使驱动室变为真空.阀芯的位移由缠绕在伺服阀上的线圈的电压决定,它也是该系
统的输入.为了保持离合器在给定的位置,改变水流的偏移量以保持轴在平衡点,
也就相当于在回路中没有液体流动.为了使水流量大于偏移量,驱动源与高压源相
连,为了使水流量小于偏移量,驱动源与低压回路相连.由于几何关系的约束,连接
伺服阀和液压驱动的油管有不同的长度和硬度.后面将显示出管道在系统性能和
控制器设计上约束.因此,在这里应考虑油管的不同.
为了模拟的目的,整个离合器控制系统被分解成三块互相连接的主要部分:伺
服阀,机械驱动和油管.油压源的油压为 Po 和Ps,油池压力假定不变的,那么模型中
的蓄电池和泵将不考虑在内.有关压力涉及到大气压的认为大气压Po=0.
摘要：
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附录A利用液压驱动的离合器伺服系统的控制及性能评价摘要一种用于商用车的液压驱动离合器控制系统被分析.基于一个单一化的系统模型,设计出了闭环控制器.一个全序的模型也被描述并利用它通过计算机模拟来评价那种闭环控制器在一些装置上的表现和控制器的主要参数.选中的主要的性能指数包括换档时间和位置寻迹误差,它们主要受两个主要参数影响:油管的长度和控制器取样的时间.由此产生的依赖可以用来对包括设备构造和电子控制单元的性能测试和成本的规定.在不同构造的设备和控制器上的实验结果与模拟的结果是一致的,这也证明了前面所提方法的可行性.关键词:性能分析系统设计模拟自动推进控制液压驱动1.介绍在近几年,用于商用车换档系...
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作者：设计吧
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时间：2023-02-13
