内燃平衡重式叉车干式离合器模糊控制策略研究

摘要

叉车是物流领域重要的装卸搬运工具，传统内燃平衡重式叉车在起步和换档过程中操作复杂，容易使驾驶员产生驾驶疲劳。机械式自动变速器(AMT)是在传统离合器和手动齿轮变速器的基础上改造而成，主要改变了脚动离合与人工换档两个部分，即在变速器总体结构不变的情况下，用电子控制来实现叉车的自动离合和换档功能。本文对叉车AMT设计和控制策略进行了研究，主要内容包括:
　　设计叉车AMT方案。首先，确定AMT结构方案，并说明其工作原理;其次，设计了AMT各传感器数据采集方案;最后，设计了AMT离合器和变速器执行机构方案。
　　叉车起步和换档离合器的接合过程研究。首先，分析了离合器起步和换档过程的接合规律，从而得出影响离合器接合的因素;然后对叉车离合器接合的动力学模型进行研究，推导出叉车离合器接合滑磨功和冲击度计算公式，分析如何在滑磨功和冲击度这对相互矛盾的评价指标中取得平衡。
　　模糊控制策略研究。离合器的接合受驾驶员意图和叉车作业内外部条件的影响，这些影响因素构成了一种非线性、时变、难以用数学建模实现精确控制的系统。针对系统的这些特征，提出了模糊控制策略，并借助于MATLAB平台完成叉车起步和换档过程模糊控制器的设计，最后，利用GUI对所制定的模糊控制策略进行仿真和分析。
　　样机实验结果表明:提出的模糊控制策略达到预期目的，叉车AMT能实现自动离合和换挡的功能，控制器能够根据驾驶员意图及叉车运行条件的变化及时地调整控制策略。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．1．1 叉车在物流中的应用

1．1．2 叉车离合器传动方案概述

1．2 课题研究的目的

1．3 国内外研究现状

1．4 课题主要内容

第二章 叉车AMT设计方案

2．1 叉车AMT工作原理

2．2 信息采集模块及其工作原理

2．2．1 发动机转速模块

2．2．2 离合器位置模块

2．2．3 油门开度模块

2．2．4 换档模块

2．2．5 刹车模块

2．2．6 载重模块

2．3 电子控制单元(ECU)模块

2．4 平衡重式叉车离合器执行机构方案设计

2．4．1 执行电机的特征研究

2．4．2 执行机构传动方案设计

2．5 换档执行机构方案设计

2．5．1 换档执行机构的要求和设计

2．6 本章小结

第三章 叉车离合器接合过程研究

3．1 叉车起步过程研究

3．1．1 叉车起步离合器接合过程分析

3．1．2 叉车起步离合器接合质量决定因素分析

3．2 叉车换档过程研究

3．2．1 叉车换档离合器接合过程分析

3．2．2 叉车换档离合器接合质量的决定因素

3．3 叉车离合器接合过程动力学模型和评价指标

3．3．1 叉车运行模型

3．3．2 冲击度

3．3．3 滑磨功

3．4 叉车起步、换档工况和作业要求

3．5 本章小结

第四章 离合器接合模糊控制策略研究

4．1 模糊控制相关理论知识

4．1．1 输入参数的模糊化处理

4．1．2 模糊推理

4．1．3 输出的清晰化

4．2 叉车起步过程模糊控制器的设计

4．2．1 起步过程模糊控制器参数模型

4．2．2 起步过程各子模块、主模块隶属函数和模糊规则的制定

4．3 叉车起步过程仿真分析

4．4 叉车换档过程模糊控制器的设计

4．4．1 换档过程模糊控制器参数模型

4．4．2 换档过程隶属函数和模糊规则设计

4．5 叉车换档过程仿真分析

4．6 本章小结

第五章 车载实验

5．1 坡道换档实验研究

5．1．1 实验目的及设备参数

5．1．2 实验过程

5．2 离合器接合过程实验

5．2．1 实验目的和实验平台的搭建

5．3 实验数据采集和分析

5．3．1 起步阶段数据采集和分析

5．3．2 换档过程数据采集与分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

附录