电子限滑差速器中高速开关阀的仿真与优化研究
发布时间：2023-11-02 18:17
电子限滑差速器在车辆操作稳定性和行驶高效性等方面有很大的优势,越来越广泛的应用在各个车型上。而高速开关阀作为电子限滑差速器的核心部件,其响应快速性及压力流量的精确控制性等直接影响电子限滑差速器的限滑性能。本文通过理论推导、联合仿真等方法探究了电子限滑差速器中高速开关阀的比例调节功能及时间响应特性的影响因素,并通过优化算法提高了高速开关阀的控制特性和时间响应性能;同时,设计搭建了液压试验平台,对其压力和流量等基础特性进行试验分析。本文主要研究内容如下:(1)根据对某型电子限滑差速器中高速开关阀的工作原理、结构特点等的分析研究,分别建立高速开关阀在电、磁、机、液四个方面的数学模型,为本文的联合仿真研究提供理论基础,同时对高速开关阀分别在低频脉宽调制信号和高频脉宽调制信号下的阀芯位移随时间响应曲线进行分析。(2)根据电子限滑差速器的液压回路,在Simulink和AMESim软件中分别建立高频PWM高速开关阀的仿真模型,并进行Simulink/AMESim联合仿真,分析高速开关阀的主要结构参数对其比例调节功能的影响,体现在对阀芯悬浮位置和有效占空比工作区间范围的影响上,分析研究驱动电压、阀芯质...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 电子限滑差速器国内外发展概述
1.3 高速开关阀的研究现状
1.3.1 高速开关阀国外研究现状
1.3.2 高速开关阀国内研究现状
1.4 课题来源
1.5 论文研究目的及主要内容
1.5.1 论文研究目的
1.5.2 论文研究的主要内容
第2章 高速开关阀机械结构及其数学模型
2.1 电子限滑差速器分类及工作原理
2.1.1 限滑差速器的分类
2.1.2 电子限滑差速器工作原理
2.2 高速开关阀的结构和工作原理
2.2.1 高速开关阀的结构
2.2.2 高速开关阀的工作原理
2.3 高速开关阀的数学模型
2.3.1 电路模型
2.3.2 磁路模型
2.3.3 机械运动模型
2.3.4 流体模型
2.4 高速开关阀时间响应特性分析
2.4.1 低频PWM信号下高速开关阀的时间响应特性
2.4.2 高频PWM信号下高速开关阀的时间响应特性
2.5 本章小结
第3章 高频PWM控制下高速开关阀联合仿真研究
3.1 软件简介及联合仿真技术原理
3.2 高速开关阀Simulink与 AMESim的联合仿真模型
3.2.1 高频PWM高速开关阀在Simulink中的仿真模型
3.2.2 高频高速开关阀Simulink和 AMESim联合仿真模型
3.3 高频PWM高速开关阀比例调节功能仿真研究
3.3.1 驱动电压对高速开关阀比例调节特性的影响
3.3.2 线圈匝数对高速开关阀比例调节特性的影响
3.3.3 线圈电阻对高速开关阀比例调节特性的影响
3.3.4 阀座半锥角对高速开关阀比例调节特性的影响
3.4 高频PWM高速开关阀时间响应特性影响因素分析
3.4.1 驱动电压对高速开关阀时间响应特性的影响
3.4.2 阀芯质量对高速开关阀时间响应特性的影响
3.4.3 线圈电阻对高速开关阀时间响应特性的影响
3.4.4 初始气隙对高速开关阀时间响应特性的影响
3.5 本章小结
第4章 基于MOSA算法的高速开关阀优化研究
4.1 模拟退火算法
4.1.1 MOSA算法简介
4.1.2 Metropolis准则
4.1.3 MOSA算法求解步骤及流程
4.2 高速开关阀多目标优化模型
4.2.1 优化参数和优化目标
4.2.2 高速开关阀优化仿真模型
4.3 高速开关阀多目标优化仿真
4.3.1 多目标模拟退火算法MOSA
4.3.2 高速开关阀多目标优化结果分析
4.4 本章小结
第5章 高速开关阀试验平台搭建及其基础试验
5.1 电子限滑差速器中高速开关阀液压试验平台设计
5.1.1 高速开关阀试验台系统的组成
5.1.2 高速开关阀试验台系统的原理
5.2 高速开关阀试验平台设计
5.2.1 试验平台总体结构
5.2.2 ADC采集模块
5.2.3 主控单元
5.2.4 驱动电路模块
5.3 不同占空比下高速开关阀开启压力试验
5.3.1 试验方案与步骤
5.3.2 试验数据处理与分析
5.4 高速开关阀空载流量特性试验分析
5.4.1 空载流量特性试验原理
5.4.2 空载流量特性试验结果分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录 A 攻读硕士学位期间获得的学术成果
附录 B 攻读硕士学位期间参与的科研项目
本文编号：3859506
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 电子限滑差速器国内外发展概述
1.3 高速开关阀的研究现状
1.3.1 高速开关阀国外研究现状
1.3.2 高速开关阀国内研究现状
1.4 课题来源
1.5 论文研究目的及主要内容
1.5.1 论文研究目的
1.5.2 论文研究的主要内容
第2章 高速开关阀机械结构及其数学模型
2.1 电子限滑差速器分类及工作原理
2.1.1 限滑差速器的分类
2.1.2 电子限滑差速器工作原理
2.2 高速开关阀的结构和工作原理
2.2.1 高速开关阀的结构
2.2.2 高速开关阀的工作原理
2.3 高速开关阀的数学模型
2.3.1 电路模型
2.3.2 磁路模型
2.3.3 机械运动模型
2.3.4 流体模型
2.4 高速开关阀时间响应特性分析
2.4.1 低频PWM信号下高速开关阀的时间响应特性
2.4.2 高频PWM信号下高速开关阀的时间响应特性
2.5 本章小结
第3章 高频PWM控制下高速开关阀联合仿真研究
3.1 软件简介及联合仿真技术原理
3.2 高速开关阀Simulink与 AMESim的联合仿真模型
3.2.1 高频PWM高速开关阀在Simulink中的仿真模型
3.2.2 高频高速开关阀Simulink和 AMESim联合仿真模型
3.3 高频PWM高速开关阀比例调节功能仿真研究
3.3.1 驱动电压对高速开关阀比例调节特性的影响
3.3.2 线圈匝数对高速开关阀比例调节特性的影响
3.3.3 线圈电阻对高速开关阀比例调节特性的影响
3.3.4 阀座半锥角对高速开关阀比例调节特性的影响
3.4 高频PWM高速开关阀时间响应特性影响因素分析
3.4.1 驱动电压对高速开关阀时间响应特性的影响
3.4.2 阀芯质量对高速开关阀时间响应特性的影响
3.4.3 线圈电阻对高速开关阀时间响应特性的影响
3.4.4 初始气隙对高速开关阀时间响应特性的影响
3.5 本章小结
第4章 基于MOSA算法的高速开关阀优化研究
4.1 模拟退火算法
4.1.1 MOSA算法简介
4.1.2 Metropolis准则
4.1.3 MOSA算法求解步骤及流程
4.2 高速开关阀多目标优化模型
4.2.1 优化参数和优化目标
4.2.2 高速开关阀优化仿真模型
4.3 高速开关阀多目标优化仿真
4.3.1 多目标模拟退火算法MOSA
4.3.2 高速开关阀多目标优化结果分析
4.4 本章小结
第5章 高速开关阀试验平台搭建及其基础试验
5.1 电子限滑差速器中高速开关阀液压试验平台设计
5.1.1 高速开关阀试验台系统的组成
5.1.2 高速开关阀试验台系统的原理
5.2 高速开关阀试验平台设计
5.2.1 试验平台总体结构
5.2.2 ADC采集模块
5.2.3 主控单元
5.2.4 驱动电路模块
5.3 不同占空比下高速开关阀开启压力试验
5.3.1 试验方案与步骤
5.3.2 试验数据处理与分析
5.4 高速开关阀空载流量特性试验分析
5.4.1 空载流量特性试验原理
5.4.2 空载流量特性试验结果分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录 A 攻读硕士学位期间获得的学术成果
附录 B 攻读硕士学位期间参与的科研项目
本文编号：3859506
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