变速箱加载台架控制系统设计及控制策略研究

发布时间：2017-10-15 13:40

  本文关键词：变速箱加载台架控制系统设计及控制策略研究

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【摘要】：汽车运行过程中的平稳及舒适性主要是由汽车的传动系统总成所决定。变速箱是汽车机械传动系中的一个核心组成部分。在变速箱出厂前,对其机械组件的性能和寿命进行试验,能给变速箱的研发与质量评估提供有力的依据。如果变速箱的检测试验能够最大程度地还原变速箱的实际工作情况,便能有效控制变速箱的出厂质量。本文主要内容为变速箱加载试验台架控制系统的设计,以及研究试验台架加载系统控制策略的有效性。本文首先在国内外变速箱试验台架的相关资料的指导下,对变速箱试验台架的载荷性质、加载动力源以及结构形式进行说明,再根据试验台架的结构和测试工序,提出功能需求,然后根据功能需求,介绍加载试验台控制系统的组成及其关键技术,并完成对控制系统的设计和布局。其次,本文针对加载系统的控制部分展开详细研究。首先分别建立驱动系统和负载系统的理论模型,其中包括交流电机变频调速系统、变速箱以及部分电气元件理论模型；然后基于Simulink软件,根据上述得出的理论模型建立驱动系统和负载系统的模型,再对二者合并后的控制系统进行仿真,由此获得试验台架变速箱扭矩输出曲线并进行分析。最后,本文为实现更理想的控制效果,研究了PID控制策略。通过加入PID反馈环节后的Simulink仿真模型扭矩输出结果可以得知,PID控制改善了系统的控制精度以及响应速度,有效提升了试验台的控制性能,为试验台控制系统的设计提供了可靠依据。
【关键词】：变速箱 加载台架 控制系统 控制策略
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.523
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 论文研究背景16-17
• 1.2 手动变速箱主要检测方法和国内外发展概况17-20
• 1.2.1 变速箱主要检测方法17
• 1.2.2 试验台国内外发展概况17-20
• 1.3 本文研究内容及章节安排20-21
• 1.4 本章小结21-22
• 第二章 变速箱工作原理及加载台架功能结构22-31
• 2.1 变速箱工作原理22-27
• 2.1.1 变速箱结构及功能分析22-25
• 2.1.2 变速箱故障及失效形式25-27
• 2.2 变速箱加载台架功能及结构27-30
• 2.2.1 加载台架功能分析27
• 2.2.2 加载台架结构27-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 变速箱加载台架控制系统研究31-39
• 3.1 加载台架机械结构布局及工序分析31-33
• 3.2 加载台架控制系统结构分析33-38
• 3.2.1 控制系统主电路供电分析34-35
• 3.2.2 控制系统驱动及负载单元35
• 3.2.3 系统关键控制技术35-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第四章 加载台架控制系统理论模型39-50
• 4.1 三相交流电机矢量控制系统理论模型39-46
• 4.1.1 三相交流异步电机动态理论模型39-43
• 4.1.2 矢量控制43-44
• 4.1.3 SVPWM矢量控制系统模型分析44-46
• 4.2 加载台架控制系统理论模型46-48
• 4.2.1 变速箱理论模型46
• 4.2.2 驱动单元理论模型46-47
• 4.2.3 负载单元理论模型47-48
• 4.2.4 加载台架控制系统模型48
• 4.3 本章小结48-50
• 第五章 基于Simulink的加载台架控制系统建模及仿真50-63
• 5.1 三相异步电机调速系统建模50-58
• 5.1.1 三相异步电动机建模50-53
• 5.1.2 SVPWM矢量控制系统建模53-55
• 5.1.3 三相异步电机调速系统总模型55-58
• 5.2 加载台架控制系统建模58-62
• 5.2.1 驱动单元建模58-59
• 5.2.2 负载单元建模59-60
• 5.2.3 变速箱建模60-61
• 5.2.4 变速箱试验台控制系统总模型61-62
• 5.3 加载台架控制系统仿真结果62
• 5.4 本章小结62-63
• 第六章 变速箱加载台架加载过程控制策略研究63-70
• 6.1 加载台架控制系统控制策略63-65
• 6.1.1 PID控制算法63-65
• 6.1.2 PID控制策略在控制系统中的应用65
• 6.2 基于临界比例度法的PID调节器参数整定65-68
• 6.2.1 临界比例度法介绍及应用66-67
• 6.2.2 PID参数二次整定67-68
• 6.3 本章小结68-70
• 结论70-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况74

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本文编号：1037446