基于模型的离合器起步控制参数优化方法研究

发布时间：2020-06-18 04:52

【摘要】：在车辆自动变速器控制系统参数标定方面,国内外大多通过人工进行参数标定,结合实际标定经验以及各控制参数与性能响应的映射关系,在不同行驶环境下进行大量整车实际标定试验来完成控制系统参数的标定。但车辆实际行驶工况相当复杂,控制目标也有诸多变化,很难得到控制参数的最优解,往往会造成标定工作量大、耗时长和成本高,且标定结果带有经验性主观意愿。因此,一种高效率、低成本且远离实际恶劣环境的自动变速器标定技术是国内外汽车厂商和科研人员不断追求的目标。基于模型的参数优化方法是目前研究的热点之一,本课题基于国家自然科学基金项目“基于动力需求的自动变速器挡位实时优化与在线决策技术”,借鉴目前发动机标定领域广泛应用的基于模型的参数优化方法,提出了在实时仿真环境下集系统建模、试验优化设计、性能预测响应模型分析与多目标优化算法于一体的离合器起步控制参数优化思想,在一定精度上实现了基于模型来预测不同控制参数下的离合器起步控制性能,自动寻找和确定控制参数最优解,从而初步达到了改善离合器起步控制性能、提高标定效率、减少开发周期、节约开发成本的研究目标。本文主要研究内容如下:(1)搭建了基于HIL的半实物实时仿真平台。首先对车辆系统和离合器起步过程进行了动力学分析,基于AMESIM和MATLAB分别建立了整车物理模型和车辆起步控制模型,进行了联合仿真;进而在x PC系统的基础上搭建了TCU在环的半实物仿真平台,为样本数据采集、性能预测响应模型建立和起步控制参数优化奠定了基础。(2)建立了性能预测响应模型。本文只针对带有AMT车辆的平路起步工况,从整车控制模型中选取相应的评价指标,设计了起步控制品质评价系统;基于半实物实时仿真平台和拉丁方试验设计,采集了样本数据,并运用数理统计的方法分析了离合器起步控制过程输入控制参数和输出评价指标的灵敏度,建立了基于BP神经网络的输入输出性能预测响应模型,在一定精度上实现了对离合器起步性能的预测。(3)完成了起步控制参数优化。针对离合器起步控制参数,以综合起步品质评价等级最高为目标,通过NSGA-Ⅱ多目标优化算法对影响车辆起步品质的离合器接合速度等参数进行了优化,得到了最优解集,并处理和生成了相应的MAP图。最后,设计和实施了仿真和实车试验,结果表明本次参数优化方法,使得起步控制品质得到了较好的改善。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.211
【图文】：

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国经济增长的重量牵引力量。而在中国经济发展的产业格局中，汽车产阳产业，正在蓬勃发展。目前，中国越来越多的家庭都倾向于购买属于，越来越多的汽车保有量也就造成了难以估量的能源消耗量和尾气排放系统中应用自动变速器可以有效地提高传动系统效率，从而有效降低能排放[1]。鉴于自动变速器的优势，诸多汽车企业和科研单位均集中精力投括 AMT 在内的各种自动变速器，世界范围内变速器销量如图 1.1 所示。器综合技术的飞速发展，其电控系统的开发技术也成为汽车研发领域的。为满足不同消费者对汽车驾驶性、舒适性、动力性及燃油经济性等日需求以及相关法规关于排放和噪声等的规范与约束，车辆中电控单元的度也在不断上升[2]。由于电控系统的复杂性，动力总成系统的标定意味着间的支出。其中，发动机电控系统的标定工作量由早期简单的几张 MAP成千上万张 MAP[3]，而现代自动变速器电控系统需要标定的控制参数数，相应的工作量和标定难度也在与日俱增。

参数标定

以下方面：1）自动变速器形式多样，电控系统控制参数呈多元化发展，系统功能不断完是控制参数的不断激增，使控制参数的标定成为任务繁重的工程，如图 1.2 ，控制参数间存在复杂耦合关系，难以在有限开发周期内获得最优标定结果2）自动变速器控制系统标定方面，国内外企业和科研机构普遍采用依靠标定经验的人工标定方式，在不同行驶环境下进行重复性实车道路试验来完成控数的标定，工作量大、耗时长、费用高，而且标定质量主要取决于标定工程、知识和经验。3）标定位于电控系统开发流程末端，标定结果的好坏不仅取决于标定工程师制于控制算法的优劣。目前开发流程下控制算法最初的设计缺陷会一直伴随周期，直到路试标定阶段才显现。这无疑会增加缺陷改正成本、浪费标定资标定风险。

【参考文献】