课程文献中心 更多>>

关键词： 两档湿式离合器   实时仿真   MPC换挡控制优化   换挡品质  

摘要： 在国际大环境的促进下,纯电动汽车得到了高速发展。为了满足大众对纯电动汽车经济性、舒适性与动力性的需求,本文设计了一种基于两档湿式离合器的自动变速器,并对该自动变速器进行实时仿真、制定合适的换挡规律以及通过优化换挡控制策略改善换挡品质,具体如下:(1)结合市场上纯电动汽车的参考指标,确定目标车型的设计指标和设计参数;对整车动力系统主要部件进行了参数匹配;建立基于湿式离合器的纯电动汽车传动系统动力学模型;根据纯电动汽车传动系统总体设计方案,搭建Matlab/Simulink整车实时仿真模型,制定兼顾经济性和动力性设计的换挡规律,基于CLTC-P循环工况,对整车性能进行仿真分析,结果表明本文所建立的电动汽车仿真模型满足性能要求。(2)针对离合器在换挡过程中的摩擦生热影响使用寿命等问题进行优化分析,以热机耦合为基础,拟定对偶钢片厚度、结合油压与时间、摩擦副有效滑摩半径为影响因素,摩擦副最高温度和最大应力为优化目标,采用正交试验法进行优化分析,提高离合器使用寿命。(3)对两档湿式离合器的换挡控制策略进行优化设计,建立基于湿式离合器的两档自动变速器的换挡动力学模型,以冲击度与滑磨功为评价指标,对离合器换挡过程进行仿真分析,并使用MPC模型预测控制对离合器换挡品质进行优化分析,仿真结果表明MPC算法明显改善了湿式双离合变速器的换挡品质。

关键词： 液黏离合器   摩擦副   屈曲变形   接触特性   热机耦合  

摘要： 液黏离合器广泛应用于风机、水泵的调速,以及矿用刮板输送机、带式输送机的软启动,对节能降耗、提高设备的可靠性起着重要作用。由摩擦片和对偶钢片组成的摩擦副是液黏离合器的核心部件,高功率、长时间的相对滑摩决定了摩擦副在工作过程中产生大量热损耗,而对偶钢片为大直径薄盘结构,高能量密度输入下的瞬态热积聚容易导致其发生显著的、不可恢复的屈曲变形。摩擦副于封闭环境中工作,对偶钢片的变形难以及时被发现和抑制,而变形将恶化摩擦副工作条件,诱发更大的温度梯度和元件热变形,致使液黏离合器出现快速温升、转矩突变和转速波动等现象,引发功能异常甚至失效。因此,探明摩擦副屈曲变形后的非正常接触滑摩状态以及热机耦合特性,对于后续研究摩擦转矩演变机理,实现对变形状态的有效表征和抑制尤为重要。为获得软启动工况下摩擦副的屈曲变形规律,基于弯曲梁理论建立了对偶钢片的屈曲分析模型,设计了对偶钢片的径向温差变化,综合采用理论计算与模拟仿真,揭示了对偶钢片的临界屈曲弯矩大小以及屈曲变形形状。结果表明,温度沿径向上升或下降时,对偶钢片产生锥形与马鞍形屈曲变形所需临界弯矩最小,该结果符合对偶钢片的实际变形状况。为研究摩擦副屈曲变形后的接触特性,建立了锥形摩擦副的简化模型,利用有限元软件进行了仿真,根据赫兹理论建立了马鞍形摩擦副的接触等效模型,采用编程方法进行了计算,探索了屈曲变形摩擦副接触表面的压力分布状况。结果表明,锥形变形时,压力主要沿径向变化,软启动初期中心压力最高,中后期于两侧附近形成压力峰值。马鞍形变形时,接触区呈椭圆形对称分布于摩擦副两侧,接触压力由椭圆中心向四周梯度下降。变形程度与压力分布的不均匀程度正相关,内外径之比对压力分布影响较小。为揭示变形摩擦副的热特性,以接触压力结果为条件,考虑对流换热与热流分配,建立了对偶钢片的二维温度场计算模型,采用有限差分法分别求解并分析了锥形与马鞍形对偶钢片的温度场分布与变化规律。结果表明,锥形变形时,温度沿径向变化,初期中心温度最高,中后期于两侧附近形成温度峰值。马鞍形变形时,最高温度点位于两侧周向中心并向大半径处偏移,温度从最高点向四周梯度下降。最高温度变化均为前中期快速上升,后期小幅下降,软启动时长对温度场影响显著。针对锥形与马鞍形对偶钢片在软启动过程中的应力与应变情况,以温度场为热载荷,考虑实际约束条件,建立了对偶钢片的瞬态热机耦合模型,利用有限元软件进行求解分析,获得了对偶钢片在非均匀温度场影响下的应力、应变场分布与变化规律。结果表明,锥形变形时,应力与应变沿径向变化,初期局部分布,中后期于径向两侧附近形成应力、应变峰值。马鞍形变形时,应力与应变呈椭圆形分布,其值从椭圆中心向外依次下降,且沿周向变化幅度较小。软启动时长增加,二者应力与应变值均发生显著增长,并有可能超出材料屈服极限,产生不利影响。综上所述,本文探索了液黏离合器摩擦副的屈曲变形规律以及屈曲变形后的接触与热机耦合特性,研究结果可为建立摩擦元件变形监测系统,提升液黏离合器的可靠性提供理论依据。

关键词： 电磁离合器驱动盘   平面度误差   最小区域法   测量不确定度  

摘要： 汽车空调电磁离合器驱动盘的平面度误差是检验汽车空调电磁离合器是否合格的一个重要标准,驱动盘吸合面是否平整,会影响整个电磁离合器的工作效率。目前,大部分工厂的质量检测环节使用的还是人工打表检测的方法,这种检测方式存在着效率不高、评判标准不符合国标、人工成本大等问题。所以设计一款能够自动检测汽车空调电磁离合器驱动盘平面度误差的系统,对厂家提高生产质量和生产效率等方面具有非常重大的意义。本课题根据厂家给出的技术要求,研发设计了一款能够满足不同型号汽车空调电磁离合器驱动盘的平面度检测系统,主要研究内容如下:(1)根据厂家所给的技术要求,对平面度误差的各类检测方案进行分析,设计了一款能够适用于各种不同型号的电磁离合器驱动盘平面度检测方案,能够高效、快速的提取出电磁离合器驱动盘吸附面的特征数据,自主设计了装置的机械结构方案,完成了实物的搭建,其中包括,高精度电动升降平台装置、三向同步滑台装置和测量平台。(2)对检测装置的控制系统进行设计,完成检测装置所需电气元件的选型,以及人机交互系统的选型和程序编写。确定控制系统的运行流程,编写基于PLC的运动控制程序,形成完善的电器控制系统。(3)根据最小区域法在平面度上的应用,采用QT软件设计了驱动盘平面度误差的分区判别算法,使用该算法在上位机上进行运行,大大提升了检测效率,实现了对电磁离合器驱动盘的误差检测和自动判别。(4)设计并组装了汽车空调电磁离合器驱动盘平面度检测系统的测试样机,对检测系统实施了单点与多点的重复定位误差测试,并对系统误差进行计算,得出了检测系统的测量精度为10μm,测量不确定度为5.8μm,检测效率比人工提高了3倍,验证了汽车空调电磁离合器驱动盘平面度检测系统的可靠性。

关键词： 湿式DCT   离合器液压控制系统   离合器目标转矩   离合器控制   换挡品质  

摘要： 湿式DCT(Dual Clutch Transmisson)因其传动效率高和换挡动力传输不中断的优点,从各类自动变速器中脱颖而出,成为我国自动变速器市场的主要发展方向。湿式DCT的换挡品质主要受到换挡控制策略和离合器执行机构能否准确的执行控制指令的影响。因此需要通过制定合适的换挡过程双离合器目标转矩轨迹,并确保湿式离合器实际传递转矩可以准确跟随目标传递转矩,从而达到改善换挡品质的目标。本文以某款湿式DCT为对象,对换挡过程双离合器控制进行深入研究。主要研究内容如下:第一章阐述了本课题选题的背景和意义,对双离合器自动变速的分类和工作原理进行简单介绍,总结了关于湿式DCT换挡过程双离合器控制的国内外研究现状,并提出本文的研究内容和技术路线。第二章针对湿式DCT离合器液压控制系统展开研究,对该系统组成元件结构与工作原理进行分析,在此基础上建立了湿式DCT离合器液压控制系统中各液压元件的数学模型及系统动态仿真模型,并对其系统特性进行仿真分析。最后,通过试验对所建模型进行验证,结果表明该模型可准确的反应系统动态特性以及其工作性能,为后续湿式DCT换挡过程离合器控制的深入研究奠定了基础。第三章运用平均雷诺方程和G-W弹性接触模型,建立了湿式离合器转矩传递模型。并提出动态摩擦系数模型表示湿式离合器接合过程中摩擦系数的变化。基于所建相关模型,分析湿式离合器冷却润滑油温度对其转矩传递特性的影响。最后,将湿式离合器转矩传递模型与湿式DCT离合器压力控制系统仿真模型耦合,并进行联合仿真分析。第四章基于对湿式DCT换挡过程的分析,建立了湿式DCT换挡动力学模型,并制定了双参数换挡规律和预换挡规律。其次,采用NSGA-Ⅱ算法对换挡过程双离合器目标转矩轨迹进行优化,其根据换挡品质评价指标和换挡动力学模型,对目标函数和约束条件进行确定,经优化获得了多组具有良好换挡品质的双离合器目标转矩轨迹,在实车换挡过程中可结合实际情况以及对换挡品质的偏好进行选用。第五章分别利用RBF神经网络和模糊RBF神经网络建立了湿式离合器压力自适应控制策略。为充分考虑湿式离合器粘性转矩的影响,在离合器期望控制油压计算中引入了湿式离合器动态摩擦系数,并与换挡控制中忽略湿式离合器粘性转矩的情况相比,其有效的改善了湿式DCT换挡过程的换挡品质。最后,分析了不同离合器压力自适应控制策略对换挡品质的影响。第六章总结了全文研究成果,并对下一步工作进行展望。

关键词： 离心脱开型超越离合器   动态仿真分析   接触分析   非结构性参数  

摘要： 离心脱开型超越离合器是斜撑式超越离合器的一个重要分支,广泛应用于直升机的辅助动力装置(APU)中,位于直流电机与APU齿轮箱轮系之间,主要作用是控制直流电机与齿轮箱轮系之间的接合与脱离,具有径向尺寸小、质量轻和转速高等特点。本文以离心脱开型超越离合器为研究对象,采用了理论计算分析、动态仿真模拟以及实验验证相结合的方法对离心脱开型超越离合器的动态接触特性展开研究,主要研究内容如下:(1)分析离心脱开型超越离合器楔块的几何构型以及接触角的计算方法;通过对楔合状态下离心脱开型超越离合器进行力学特性分析,推导楔合状态下离合器楔块与内、外滚道的理论应力计算方法;分析弹簧片弹力和变形量之间的关系;基于离合器的承载条件以及自锁原理推导离合器实现自锁的条件;通过对超越状态下的楔块的受力分析,推导楔块与滚道完全脱离时的最小临界转速。(2)摒弃了以往斜撑式超越离合器仿真中直接忽略弹簧片的做法,提出弹簧片预成型的模拟方法,在加入弹簧片结构的情况下建立离心脱开型超越离合器的动态仿真模型,利用LS-DYNA软件对离心脱开型超越离合器的APU启动工况以及空中启动两种工况条件进行仿真分析,得到离心脱开型超越离合器楔合过程中楔块与滚道的接触应力变化规律和相对滑动位移等接触特性。(3)探究离心脱开型超越离合器内外环安装误差、保持架制造误差、楔块和滚道间摩擦系数以及弹簧片刚度等非结构性参数对离心脱开型超越离合器接触特性的影响,建立一系列动态仿真分析模型,利用有限元仿真分析方法研究不同非结构性参数对离心脱开型超越离合器接触特性的影响规律。(4)开展离合器动态测试实验,搭建试验台并测量离心脱开型超越离合器楔合过程中楔块与滚道间的相对滑动位移与弹簧片预紧力矩,将实验结果与仿真数据进行对比,验证仿真方法的有效性。图65幅,表3个,参考文献71篇

关键词： 六轴工业机械臂   结构设计   有限元分析   优化设计  

摘要： 随着社会的进步与科技的飞速发展,越来越多的智能制造产品相继问世。为了更好的方便老师向学生讲解“智能制造”的含义,也为了学生能够深入了解并运用自己所学的知识,决定建立智能机器人创新综合实验室。本实验室包含有电气、机械制造、机器视觉、算法编程等几大模块,其中机械制造模块主要是六轴工业机器人问题。因本实验室的特殊性,经市场调研后发现市场上所出售的知名品牌工业机器人价格昂贵且不能够满足实验室的需求。因此,论文从实验室实践教学需求出发并结合国内外相关资料,开展六轴工业机械臂的设计与分析,满足实验室的教学需求。论文主要研究内容如下:首先,根据目前国内外对于六轴工业机器人的研究状况,从实验室实际教学需求出发,按照六轴工业机械臂的设计要求确定了主要技术参数及零部件的计算选型,对工业机械臂的结构类型和驱动系统方案分析对比后,确定了六轴工业机械臂的总体设计方案,利用三维建模软件SOLIDWORKS完成了六轴工业机械臂的整体三维建模。其次,利用有限元分析软件Workbench对所设计的六轴工业机械臂的主体结构机械大臂进行静力学分析,得到了等效应力云图与位移变形云图。静力学分析结果表明机械大臂的刚度及强度满足要求。然后,对六轴工业机械臂的机械大臂进行了模态分析,从而确定了机械大臂的固有频率和振型。再次,根据静力学分析与模态分析结果发现机械大臂存在机构上的冗余,应用有限元结构拓扑优化方法对机械大臂进行优化设计,优化过后通过spaceclaim对模型进行处理。优化后的机械大臂在满足许用应力和最大位移的情况下质量减少了15%,实现了优化设计的目标。最后,完成了六轴工业机器人样机的装配与智能控制调试,调试结果表明实验分析结果准确以及总体设计方案可行。

关键词： 双离合器变速箱   CATIA二次开发   动力学分析   预应力模态分析   频率响应分析   声学仿真分析   振动噪声特性  

摘要： 近年来随着生态环境的恶化,国家对汽车的排放指标提出了更加严格的要求,混合动力汽车成为各大车企的研发热点,而双离合器变速箱本身具有省油节能的特点所以被许多新能源汽车选用。本文是在国家自然科学基金项目(NO.51775222)和吉林省科技发展项目(NO.20200401136GX)共同支持下完成的。论文详细阐述了双离合器变速箱在新能源汽车领域的国内外研究现状与应用前景。针对变速箱的建模过程基于VB语言搭建了“双离合器变速箱传动齿轮组自动建模设计平台”,极大地提高了建模效率。通过有限元分析法探究了双离合器变速箱的振动特性,通过边界元法探究了双离合器变速箱的噪声特性。本文的研究成果对双离合器变速箱的自动建模方面与改善振动噪声方面具有一定的参考价值。基于VB语言结合CATIA编写了与双离合器变速箱相关的自动建模设计软件。在软件的编写中详细分析了加工误差与装配误差对建模的影响,并在自动建模软件的编译中创新性地将两者充分考虑。基于所编写的软件结合企业所给变速箱的参数成功建立了具有随机误差属性的双离合器变速箱的三维模型。基于RecurDyn对双离合器变速箱进行了动力学仿真分析。模拟了一种连续升挡的工况和一种倒挡的实际极限工况,查看了输入轴转速、输出轴转速和各挡位的瞬时传动比。通过数据处理与对比证明了此变速箱的动力学性能可以很好地满足企业所提出的各项条件。在倒挡的工况中提取了所有啮合齿轮对间的接触力,为后续振动特性分析提供了真实的激励参数。基于ANSYS(Workbench)对双离合器变速箱的倒挡进行了振动特性分析。首先对变速箱进行静力学仿真分析,验证了双离合器变速箱的刚度与强度都符合标准要求。然后进行了有预应力的模态分析,得到了双离合器变速箱的前六阶模态振型与固有频率,为评价变速箱的振动特性提供了基础。最后结合动力学分析中提取的真实激励进行了频率响应分析,分析了变速箱在真实工况下的危险频率及其危害。基于声学软件LMS ***对双离合器变速箱的倒挡进行了噪声特性分析。通过查看频率-声压函数曲线图,得出其极值点对应的频率与振动频率响应曲线图对应的危险频率大致相同,证明了声学仿真的准确性。然后详细分析了频率-声压函数曲线图并确定了噪声最大处所对应的频率,调取了该频率下的声压分布云图,最终与汽车变速器噪声国家行业标准进行对比,证明了此变速器的噪声值满足行业要求。综上所述,对双离合器变速箱进行了自动化建模、动力学分析、预应力模态分析、频率响应分析和声学仿真分析,研究了双离合器变速箱的振动噪声特性。本文的研究成果为后续双离合器变速箱建模与NVH的深入研究奠定了一定的基础,对国产自主品牌车企提高汽车的NVH性能提供了一定的参考价值。

关键词： 船舶自动同步离合器   动力学特性   故障分析   优化设计  

摘要： 随着船舶发动机技术的迅速发展,船舶的快速性、可靠性和机动性有了很大的提升,同时对船舶自动同步离合器的性能也提出了更高要求。现有型号的自动同步离合器在工作过程中出现了棘爪断裂、棘爪弹簧断裂及螺旋齿磨损等故障问题。因此对自动同步离合器进行动力学分析及典型故障研究是十分必要的。本文以某型船舶自动同步离合器为研究对象,分析此类离合器关键部件的动力学特性及典型故障的发生机理,通过对关键部件的优化设计提高其可靠性,并在有限元分析的基础上设计了试验方案。具体研究内容如下:(1)根据某型自动同步离合器的结构原理,分析了离合器棘轮棘爪碰撞接合过程,建立了棘轮棘爪碰撞模型、螺旋传动模型、液压控制系统模型和阻尼油腔模型。确定了接合过程中的动力学参数范围,并以此为基础,建立了自动同步离合器关键部件的力学模型。(2)利用建立的自动同步离合器力学模型,分析了离合器关键部件的动力学特性,研究了棘爪加工参数对棘爪结构特性、临界转速、接触力及角动量的影响规律。分析了棘爪弹簧预载荷、刚度和阻尼对临界转速的影响,得到满足离合器动力学性能的参数范围。建立了离合器螺旋齿轮的动态模型,并分析了摩擦系数和阻尼系数对自动同步离合器动态特性的影响规律。(3)针对自动同步离合器关键部件的典型故障,以离合器棘爪、棘爪弹簧和螺旋齿为研究对象,利用数值模拟的方法分析其故障形式,得到了棘爪及棘爪弹簧在不同工况条件下的应力和应变。分析了螺旋齿的微动磨损量,并以此为基础完成了关键部件的寿命预测。(4)针对自动同步离合器出现的故障形式,提出了离合器关键部件的优化方法,对优化后关键部件的特性进行了分析,并按照离合器出厂试验方法及验收标准设计了试验方案,用于研究离合器的脱啮过程、超速测试及超越过程。本文进行的离合器特性分析及优化设计研究可以有效提高其关键部件的可靠性和寿命,对未来此类离合器的失效分析和优化设计有借鉴作用。

关键词： 磁流变离合器   挤压-剪切复合模式   非线性等效磁路   涡流效应   自抗扰控制  

摘要： 得益于智能材料磁流变液优异的性能,磁流变液离合器已成为电气、液压和气动伺服的一种潜在替代手段,在机械臂的位姿与力控制、人机交互中的柔顺驱动与触觉反馈以及医疗辅助机器人的主从遥操作等领域开始崭露头角。随着传动技术的不断发展与控制应用场合的拓展,传控系统对磁流变离合器的性能提出了更高的要求,迫切需要其在结构紧凑、力矩可调、工作稳定的基础上具备更大的转矩/质量比、更快的响应速度以及更高的控制精度。为此本文围绕磁流变离合器结构开发、传动特性建模与控制技术研究,综合利用理论建模、仿真分析和实验验证等方法,对以下几个方面开展了深入研究。(1)设计了一种径向磁场均匀分布的挤压-剪切复合模式磁流变离合器结构。基于挤压强化效应,开发了一种挤压-剪切复合模式磁流变离合器,通过电磁与电液复合控制可实现两种模式下的传动与控制。针对盘式磁流变离合器磁路容易造成磁流变液工作空间内磁场的径向非均匀分布,提出了一种新型磁路结构。相比传统盘式磁路,该磁路结构可以保证磁场均匀且集中的垂直穿过磁流变液工作空间,以此有效地减小线圈的能耗与提高传递转矩的理论预测精度。基于等效磁阻法进行了磁路的初步计算与基于有限元法对磁路进行了验证。实验开展了磁流变离合器单一剪切模式下磁流变离合器的静态、动态、开环调控特性研究与挤压-剪切复合模式下磁流变离合器的传动特性研究。(2)提出了一种综合考虑磁饱和、磁通边缘与磁漏效应的非线性等效磁路模型,该模型能够处理磁路的几何尺寸和材料特性,揭示器件电磁参数与磁路中磁场信息的作用机理。结合磁流变离合器的具体结构,推导了非线性磁导、边缘磁导和漏磁导的计算公式,通过数值解算方法求得了模型结果。通过磁场仿真与实验测试验证了模型的精度。讨论了恒定磁导率、非线性磁导率、磁流变液边缘效应、空气边缘效应和磁漏效应对模型精度的影响,进行了线性等效磁路模型、非线性等效磁路模型与有限元模型在单元数量、计算时间与精度之间的对比分析。研究表明非线性等效磁路模型是一种精度高、计算效率好的集总参数方法,有利于磁流变器件的性能计算和设计优化。(3)建立了磁流变离合器电路子系统与磁路子系统的动态解析模型。基于集总参数方法建立了磁流变离合器的线圈RL模型,获得其电感、电阻值与线圈配置参数之间的关系,在此基础上基于等效电路法建立了包含PWM控制的buck电路以及线圈RL型负载的磁流变离合器电路子系统的数学模型。采用有限元电磁仿真分析了电流激励频率对磁路的磁力线分布影响规律,在此基础上采用磁路理论与有效磁阻概念建立了包含涡流效应的磁流变离合器磁路子系统的数学模型,获得了磁路几何尺寸与材料特性对磁路动态响应的作用机理。最终获得了从电压源的输入电压到磁路的输出磁感应强度之间的传递函数,通过仿真与实验,验证了电路子系统和磁路子系统模型的有效性与准确性。最后基于解析模型与正交设计法,采用极差分析与灵敏度分析,获得了控制电路、线圈配置、结构尺寸与材料特性等设计参数对磁流变离合器动态响应的重要程度与灵敏程度。(4)提出了基于线性自抗扰算法的磁流变离合器转矩控制方法。设计了数字PID控制器与线性自抗扰控制器(LADRC),给出了控制器参数配置方法及PD控制器、线性扩张状态观测器的收敛性证明。利用MATLAB/Simulink模块对自抗扰算法进行了验证分析,在此基础上利用Lab VIEW Real-time模块搭建的实时操作系统Phar Lap ETS开展了基于PID与LADRC算法的磁流变离合器转矩控制的性能实验研究。实验结果表明:PID算法与LADRC算法在全局设定范围内都表现出快速平稳的零稳态误差跟踪特性。但相比于PID算法表现出的振荡与超调现象,LADRC算法能够实现快速无超调的跟踪阶跃输入信号。(5)开发了一套基于虚拟仪器的磁流变离合器综合测控系统。搭建了以磁流变离合器样机为核心的机电液传动平台。开发了基于虚拟仪器的计算机辅助测试与实时操作控制系统,设计了测控系统的软硬件架构,实现了数据采集与输出、数据显示与保存、系统辨识、仪器通讯与实时闭环控制功能,为磁流变离合器的性能测试与控制研究提供了实验基础。

关键词： 湿式双离合变速器   粒子群优化算法   线性二次型最优控制   换挡控制   模糊控制  

摘要： 双离合自动变速器(Dual Clutch Transmission,以下简称DCT)具有传动效率高,无动力中断,舒适性好,成本低等优点,自推出后便受到了高校及企业的重点关注。DCT在运行过程中仍然会存在换挡时顿挫感强、无法长时间承受大扭矩、离合器寿命短等问题,因此为了均衡换挡时存在的顿挫感、延长离合器寿命等问题,本文着重从换挡时的离合器油压控制方面进行了研究,探索了最优控制算法在DCT换挡阶段的应用;同时应用智能算法对实际运用性较强的传统两参数换挡规律进行优化研究,旨在提升车辆动力性的同时提高经济性,在油压最优控制及换挡策略优化两方面提供了新方法,新思路。主要研究内容如下:(1)基于线性二次型算法对换挡油压进行最优控制。针对DCT换挡过程进行动力学分析,建立了传动系统动力学模型,进一步根据换挡动力学模型构建了控制系统的空间状态方程,综合滑摩功和冲击度两个评价指标建立性能泛函,基于线性二次型最优控制算法求取了两个离合器的实时最优油压,确保满足当前系统性能指标的要求。利用仿真平台进行了控制算法的验证研究,验证结果表明基于线性二次型最优控制算法的换挡油压控制策略,有效降低了整车换挡过程中的冲击度和滑摩功。(2)基于粒子群算法对换挡规律进行优化。首先利用加速度与速度关系曲线、燃油消耗率与速度关系曲线分别进行了动力性换挡规律与经济性换挡规律的设计,然后分别建立了动力性最优目标函数及经济性最优目标函数,将二者进行标准化及归一化后通过加权得到一个综合优化目标函数。在此基础上,基于粒子群优化算法(PSO)进行优化,需要说明的是,优化过程中利用已经得到的两种换挡规律作为寻优换挡规律的限值条件之一加速优化。为了验证优化策略的优越性,建立了基于模糊PID控制的驾驶员模型进行纵向速度跟踪。结果表明,在New European Driving Cycle(以下简称NEDC)及World Light Vehicle Test Cycle(以下简称WLTC)工况下本文所优化得到的换挡规律在经济性上有较大提升;通过0-100km/h,0-70km/h及70-120km/h三种不同工况的加速时间上进行三种不同换挡策略的动力性验证,仿真结果表明本文优化后的换挡策略在动力性上总体有较大提升。综上可以看出本文优化换挡规律在动力性和经济性上均有一定提升。