尺蠖型超磁致伸缩旋转驱动器驱动信号设计与试验

为了解决传统的“信号发生器+功率放大器”产生的信号无法满足尺蠖型旋转驱动器多路、正方波波形需求的问题,设计了一种通过Cmos控制脉冲模块“通-断”时机的信号控制器,从而得到特定时序的3路正方波信号。通过这种方案得到的3路驱动信号为正方波电流信号,从而避免了超磁致伸缩材料的“倍频”现象的发生。通过设置信号周期、占空比和延迟等参数,能够输出设定时序的三路正方波驱动信号。根据电压定律,将正方波简化成阶跃波形,建立了驱动信号的电流模型,并进行了参数辨识。在工作频率范围内,电流解析式能准确地表示电流信号。搭建试验平台进行了试验测试,试验结果表明,在工作频率范围内,信号控制器输出的正方波波形优于“信号发生器+功率放大器”产生的方波信号,设定的3路信号能够驱动尺蠖型旋转驱动器产生步进旋转运动。通过优化驱动信号时序,将旋转驱动器最大工作频率由160 Hz提至210 Hz。

AMT车辆制动工况换挡控制策略与试验

提出了根据发动机转速信号来识别不同制动工况的方法,制定了相应的换挡控制策略,并在装有AMT的某重型载货汽车上进行了实车制动试验。试验结果表明,制动工况下的换挡控制策略不仅符合车辆实际行驶工况的需要,而且符合驾驶员的制动意图。

发动机断油控制对AMT换挡品质的影响

开发电机驱动式自动变速操纵系统,以离合器的输出轴转速和离合器输入轴与输出轴转速差为控制参数,采用PD控制算法控制升挡时离合器的接合过程;同时控制发动机断油电磁阀的断油与供油规律,实现对发动机(即离合器输入轴)输出转矩和输出转速的有效控制.研究表明,该种换挡控制方法缩短了换挡时间,减小了滑磨角.

AMT车辆爬行工况离合器控制策略与试验

开发了以直流无刷电机驱动的AMT车辆电控操纵系统。根据电机驱动式自动离合器的特点 ,制定了车辆爬行时离合器的控制策划 ,并采用PD控制算法实现了离合器的慢接合控制 ,使车辆的爬行速度可以适应驾驶员的意图、行驶环境以及负载的变化 ,经试验取得了满意的控制效果。

AMT车辆频繁换挡的消除策略

分析了AMT车辆的频繁换挡现象,得出在突然加减油门工况下,引起AMT车辆频繁换挡的直接原因是车速相对于油门突变的滞后。提出了根据油门开度变化率来识别突然加减油门工况,通过设置换挡延迟时间来屏蔽突然加减油门时换挡指令的换挡控制策略,并在装有AMT的某重型载货汽车上进行了试验。试验结果表明,该换挡控制策略不仅能有效消除或减少频繁换挡现象的发生,同时有条件地保留了驾驶员干预换挡功能,满足车辆实际行驶工况的需要,提高了AMT车辆的使用性能。

发动机断油控制改善AMT换挡品质试验研究

提出了利用断油电磁阀改善AMT换挡品质的方法,分析了断油电磁阀不同断油和供油时刻对换挡品质的影响,制定了断油电磁阀的控制策略,并在装有AMT的某重型载货汽车上进行了试验。试验结果表明,换挡过程中通过控制断油电磁阀,可以减小离合器接合时主、被动部分的转速差,显著改善了AMT的换挡品质。

提高AMT车辆换挡品质控制策略与试验研究

提出换挡过程中通过控制发动机上的断油电磁阀来改善AMT换挡品质的新方法,制定断油电磁阀与离合器接合控制策略,并在装有AMT的某重型载货汽车上进行试验。试验结果表明,换挡过程中通过控制断油电磁阀和设置换挡重叠并与离合器的接合过程相协调,可显著提高AMT的换挡品质。

叠堆式超磁致伸缩致动器磁场分布建模及分析

为提高超磁致伸缩致动器(GMA)偏置磁场的均匀度,设计了叠堆式超磁致伸缩致动器(SGMA),建立了SGMA的磁场分布模型,并对模型进行分析研究。首先,通过分析传统GMA偏磁施加方式的特点和不足,采用永磁体和GMM棒交替排布的结构形式,设计了SGMA;然后,将磁路模型和毕奥-萨伐尔定律相结合,建立了能够准确描述SGMA磁场特点的磁场分布模型;接着,利用所建立磁场分布模型分析了不同参数对SGMA磁场分布特征的影响,提出了SGMA结构设计方法;最后,通过实验完成了模型验证。结果表明:采用本文建立的模型描述SGMA磁场分布时,最大相对误差低于4%;在预测SGMA的输出位移时,最大相对误差低于5%。该模型有助于准确刻画SGMA的工作状态,提高SGMA的系统精度,并为SGMA结构设计提供参考依据。

AMT车辆坡道换挡策略与试验研究

提出了根据换挡后离合器接合时的发动机转速识别坡道行驶工况、根据当时的车速选择合适挡位的坡道换挡策略,并在装有AMT的某重型载货汽车上进行了坡道换挡试验。试验结果表明,车辆在坡道行驶过程中,虽然初次选择的挡位不一定能适应该坡道,但通过连续降挡或跳跃式降挡最终总能选择适合于该坡道的挡位。利用车辆现有的传感器,坡道换挡控制策略实现了坡道换挡控制,不仅满足车辆实际行驶工况的需要,而且使控制系统硬件得以简化。

电机驱动式自动离合器起步控制试验研究

通过在离合器接合过程的不同阶段分别选取不同的转速信号为控制参数 ,采用 PD控制方法 ,实现了AMT车辆在不同工况下的起步控制要求。试验结果表明 ,该控制策略可以适应驾驶员的起步意图、离合器和发动机参数的改变以及外界行驶环境的变化 。

AMT技术的发展现状与展望

介绍了3种型式的自动变速系统及其特点,并对其性能进行了比较。分析了AMT的优点和国内外的发展现状,综合论述了我国开发具有自主知识产权的AMT产品的必要性和意义。根据世界重型汽车的发展趋势和国内市场需求,我国开发商品化、系列化AMT产品的时机已经成熟,预测了AMT在我国重型汽车上的应用前景。

叠堆式超磁致伸缩致动器的模型预测滑模控制

根据新型电液伺服阀的驱动要求,设计了叠堆式超磁致伸缩致动器(SGMA),为补偿其固有的非线性,提高位移输出精度,研究了SGMA的控制策略,并对控制策略进行了仿真和实验验证。首先,采用永磁体和GMM棒交替排布的结构形式设计了SGMA,有助于提高偏置磁场的均匀性;然后,根据SGMA的结构特点,将其视为多自由度振动系统,建立了系统的位移输出模型;接着,在输出模型的基础上,结合模型预测控制与滑模控制策略,设计了模型预测滑模控制器;最后,进行了控制策略仿真和实验验证。实验结果表明,模型预测滑模控制器能够实现SGMA的精密控制。在阶跃控制实验中,系统稳定时间低于1.5ms,无超调和稳态误差;在正弦控制实验中,系统最大控制误差约为0.83μm,相对值约为6.9%,证明了控制策略的有效性。

高压共轨燃油喷射系统电控喷油器建模与试验

对高压共轨系统中的电磁阀喷油器进行建模,所建模型考虑流量限制阀和T型管的影响,考虑燃油流动时的压力损失且确定了损失的形式及施加位置,燃油密度和弹性模量仅视为压力的函数。通过Simulink仿真得到模型结果,并与试验结果对比以评价模型优劣。结果表明,考虑流量限制阀和T型管的喷油器模型仿真结果与试验结果误差不超过6%,不考虑二者影响的模型仿真结果与试验结果偏差较大;燃油密度、弹性模量视为常数时的模型仿真结果与将二者视为压力函数时的仿真结果相差较小,且与试验结果的仿真误差均不超过6%。

电控机械式自动变速器换挡柔性控制试验

分析了电控机械式自动变速器(AMT)产生换挡卡滞的原因,提出了消除换挡卡滞的柔性控制方法,即在换挡过程中发生卡滞时,电控单元ECU控制换挡执行机构在空挡槽中小范围微动,消除卡滞后再执行相应的换挡操作。在装有AMT的某重型载货汽车上进行了有、无柔性控制的换挡对比试验,试验结果表明,该柔性控制方法可以有效避免换挡卡滞,提高了AMT车辆的换挡成功率。

火炮身管温差热弯曲的仿真与计算

在太阳照射下,火炮身管上下表面可产生约6℃的温差,使得身管产生较大的热弯曲,从而影响火炮的射击精度。在一定简化的基础上,利用ANSYS软件,建立了在太阳照射下身管上下表面温差的有限元模型,求解出了身管温度场。通过对太阳辐射载荷瞬态和温度载荷稳态分析计算,得出可以用温度载荷代替辐射载荷求解弯曲度的结论。进一步计算出不同温度、温差下的身管弯曲度,并建立了数据库,从而给出了一种通过测到的身管壁温度而得出身管弯曲度的插值计算方法,为修正火炮射击提供重要参考。

柔性铰链放大的叠堆式超磁致伸缩致动器建模与实验

为满足新型电液伺服阀的驱动要求,设计了柔性铰链放大的叠堆式超磁致伸缩致动器(FASGMA),建立了FASGMA输出位移模型,并进行了实验验证和分析。首先,根据传统GMA偏磁施加方式的特点和不足,采用永磁体和GMM棒交替排布的结构形式,设计了叠堆式超磁致伸缩致动器(SGMA),并利用柔性铰链机构放大其输出位移;然后,根据SGMA的结构特点,建立了反映轴向分布不均匀性的SGMA应变模型;接着,利用力学基本原理和有限元法对柔性铰链机构的放大比和固有频率进行了分析,提出了结构优化设计的方法,完成了放大机构结构参数的确定;在此基础上,考虑SGMA与放大机构的相互作用以及SGMA轴向应变分布规律,建立了FASGMA多自由度位移模型,确定了自由度的合理取值;最后,搭建了FASGMA测试系统,进行了阶跃和正弦激励实验,完成了模型验证。结果表明:实验与模型计算结果吻合,证明了模型准确性;在阶跃激励下,FASGMA最大位移约为130μm,响应时间约为70 ms;正弦激励下,FASGMA工作频带为60 Hz,对激励信号有较好的跟随特性。

基于驾驶员意图的AMT车辆控制研究

针对AMT车辆控制规律不变,不能适应驾驶员意图和行驶环境变化的情况,提出了以油门开度来反映驾驶员的意图,采用转速信号作为离合器接合过程的控制参数,使起步和换档过程中离合器的接合速度可随驾驶员的意图而变.对突然加减油工况,以修正油门开度的新方法来修正换档规律,有效解决了AMT车辆在该工况下的意外换档问题.试验表明,这种方法简单,能准确识别驾驶员的意图并采取相应的控制策略,提高了自动变速车辆的使用性能.

起步过程中离合器半接合点的试验研究

离合器接合过程半接合点的确定和控制参数的选取是提高自动变速车辆起步品质的关键.在试验的基础上,得出了离合器半接合点的变化特点,选择以离合器主、被动轴转速差△nec作为控制参数使车辆的起步过程具有一定的自适应性.

AMT车辆换挡过程中发动机转速控制与试验研究

提出了换挡过程中通过控制断油电磁阀来调节发动机转速的新方法,分析了断油电磁阀对发动机工作特性的影响,制定了断油电磁阀的控制策略,并在装有AMT的某重型载货汽车上进行了试验。试验结果表明,换挡过程中通过控制断油电磁阀来调节发动机的转速,可减小离合器接合时主、被动部分的转速差,改善AMT的换挡品质。

发动机动态特性及其对车辆换档特性的影响

分析了影响发动机动态特性的因素,并通过试验得出了动态特性与稳态特性的关系.根据试验结果,分析了动态特性对车辆换档特性的影响,得出按发动机动态特性设计换档规律,有利于车辆换档特性的改善.