无级变速器高速开关阀液压系统设计与控制分析

论文摘要

车用无级变速器(Continuously Variable Transmission, CVT)可以使汽车发动机的使用功率特性尽可能的接近理想发动机的功率特性,从而达到燃油经济,低排放的目的,是未来轿车发展的主要方向。电控式金属带无级变速器(Electronic Continuously Variable Transmission, ECVT)为现在应用最广泛的CVT。随着现代工业自动化的影响,液压技术与计算机技术、电子技术的结合已成为必然趋势。这就促进了数字液压技术的产生与发展。高速开关阀是一种新型的液压元件,具有结构简单、价格低廉、对污染不敏感等优点。而且,不需D/A转换接口便可以实现与计算机技术的结合。高速开关阀的这些特点,为其在工业领域的广泛应用提供了可能。本文阐述了汽车无级变速器的概况,并详细阐述了CVT 160C的结构及原理,尤其是液压部分的组成及原理。在前人研究的基础上,通过现场研究与部分试验,在对CVTGL160C结构熟悉了解的基础上,作者设计了CVT PWM控制高速开关阀液压系统,采用了模糊自整定PID控制策略,并对其建模仿真分析。仿真结果表明,系统响应迅速,控制稳定、精确。和液压比例系统的仿真结果对比表明,高速开关阀液压控制系统及其模糊自整定PID的采用是优越的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 无级变速器简介
• 1.2.1 无级变速器的分类
• 1.2.2 无级变速器的使用特性
• 1.2.3 无级变速器技术的发展趋势
• 1.3 数字液压控制介绍
• 1.3.1 电液数字控制技术
• 1.3.2 电液数字阀的种类及结构
• 1.3.3 结论
• 1.4 本课题的研究任务
• 第2章 无级变速器的结构及原理
• 2.1 V形金属带式无级变速器的变速原理
• 2.1.1 V形金属带式无级变速传动装置的变速原理
• 2.1.2 V形金属带的结构和传动原理
• 2.2 GL160C金属带式无级变速器的结构及原理
• 2.2.1 机械机构
• 2.2.2 液压系统
• 2.2.3 电子控制系统
• 第3章 液压控制系统的建立
• 3.1 高速开关阀简介
• 3.1.1 国内外研究现状
• 3.1.2 高速开关阀的结构和工作原理
• 3.1.3 高速开关阀的特性
• 3.2 高速开关阀液压控制系统的组成及特点
• 3.3 高速开关阀液压控制系统的建立
• 3.4 高速开关阀液压系统的仿真分析
• 3.4.1 高速开关阀的流量方程
• 3.4.2 液压缸的流量连续性方程
• 3.4.3 液压缸和负载的力平衡方程
• 3.4.4 阀控液压缸的传递函数
• 第4章 控制策略研究
• 4.1 系统结构和数学模型
• 4.2 PID和模糊控制（F控制）策略剖析和方案选择
• 4.2.1 PID控制的特点
• 4.2.2 F控制的特点
• 4.2.3 速比控制的Fuzzy-PID控制算法
• 4.3 Fuzzy-PID控制器的设计
• 4.3.1 Fuzzy-PID控制器的结构及工作原理
• 4.3.2 Fuzzy-PID参数控制算法
• 4.4 速比控制Fuzzy-PID系统的MATLAB仿真
• 4.4.1 MATLAB模糊推理系统（FIS）的编辑
• 4.4.2 Fuzzy-PID控制的MATLAB仿真分析
• 第5章 结论及展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢