机液复合无级变速器的控制系统设计及仿真研究.pdfVIP

2011年 12月 ’ 机床与液压 Dec．201l 第 39卷 第23期 MACHINETOOL HYDRAUUCS V01．39No．23 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．23．032 机液复合无级变速器的控制系统设计及仿真研究 刘桓龙，刘天豪，祝昌洪 (西南交通大学机械工程学院，四川成都 610031) 摘要：分析某一型号机液复合无级变速器的结构及工作原理，并设计换段控制器及 自适应模糊 PID控制器。采用 AMESim和Matlab分别建立其结构模型及控制系统模型，基于联合仿真技术对控制系统的工作性能进行仿真研究。结果表 明：提出的换段控制方案及 自适应模糊PID控制算法能够及时准确地根据负载变化实现对传动比的粗调或微调控制，达到 了稳定发动机转速的目的。 关键词 ：机液复合无级变速器 ；联合仿真；转速 中图分类号：U463．5 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2011)23—111—5 DesignandSimulationResearchontheControlSystem ofHMCVT LIU Huanlong，LIU Tianhao，ZHUChanghong (SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China) Abstract：ThestructureandtheworkingprincipleofaHMCVT wereanalyzed．Thestagechangecontrollernadadaptivefuzzy PID controllerweredesignedforit．Th estructuremodelandcontrolsystem modelwereestablishedbasedonAMESim andSimulink． Co-simulationtechnicwagusedtostudytheworkingperformanceofthecontrolsystem．Theresultsshow thatthestagechangemethod nadtheadaptivefuzzyPIDcontrollercanadjustthetrnasmissionratetimelynadexactly．Thedestinationofcontrollingtheenginespeed isachieved． Keywords：Hydro-mechnaicalCVT；Co-simulation；Speed 与传统有级变速器相 比，机液复合无级变速器 (HMCVT)的优点之一在于其传动比连续可调，可以 连续改变传动比来适应随机波动的负载，从而实现发 动机功率和负载功率的最佳匹配。其中，有效的控制 策略极其关键和重要。以稳定发动机转速作为控制 目 标，以机液复合无级变速器的传动比作为直接控制对 象，作者设计 了用于传动比粗调控制的 “换段控制 器”和用于传动 比微调控制的 “自适应模糊 PID控 制器”，并对其进行了仿真研究。 1 机液复合无级变速器的结构 机液复合无级变速器由机械元件和液压元件并联 而成，因此 “机液复合传动”又称为 “双流传动”。 一 个具有前进三段、后退一段变速功能的机液复合无 级变速器的结构简图如图1所示 ，该变速器由分流机 F1 构 (Z)、液压功率流传递元件 (“变量泵 一马 图 1 某型号 HMCVT结构图 达”)、机械功率流传递元件 (z 轴)和汇流机构 机液复合无级变速器的基本工作原理是 ：液压元 (K1／K2／K3)四部分组成。其中，分流机构、汇流 件 (泵 一马达)的排量 比 连续往返变化，输出连 机构