液压机械无级变速器自动变速控制系统研究

摘要

大功率高性能轮式拖拉机的需求不断增加，人们对其动力性、燃油经济性和操作舒适性的要求越来越高。液压机械无级变速器（HMCVT）能够实现高效率、大功率的传动。发动机和 HMCVT作为拖拉机的核心部件，其性能直接影响着拖拉机的性能，同时发动机与 HMCVT的匹配也影响着整车的性能。所以对发动机和变速器控制的研究对提高整车性能有着重要的意义。
　　本文首先建立了发动机的数学模型，发动机模型清楚地表达了发动机的性能。分析了发动机的特性曲线，得出了发动机的动力性能指标和经济性能指标随转速变化的规律，以及发动机的最佳经济性和最佳动力性工作曲线。以400马力轮式拖拉机 HMCVT为研究对象，分析了多段 HMCVT的速比特性、转矩特性、功率分流特性及效率特性，进一步研究了 HMCVT传动拖拉机的牵引特性分析计算原理和表达方法，根据 HMCVT速比变化特点，对发动机和变速器进行匹配，得出了在发动机的最佳经济性和最佳动力性的情况下，HMCVT经济性和动力性目标段位对应的目标速比。分析了变速器自动变速控制系统的控制原理以及液压控制单元各部件的功能，确定了电子控制系统的组成部分，针对该控制系统设计了基于 TMS320F2812数字信号处理系统的硬件电路，主要设计了 DSP的最小系统，信号的输入输出模块以及通讯模块等硬件电路。确定了软件控制模块的控制算法，采用 matlab建立了泵-马达的控制系统模型，仿真证明了模糊PID控制比普通PID控制的优越性。针对自动变速控制功能的部分程序进行了设计，最后验证了控制系统的可行性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 液压机械无级变速器的研究现状

1.3 变速器自动控制技术的研究

1.4 本文主要研究内容

第2章 发动机特性的研究

2.1 发动机数学模型建立方法的选择

2.2 发动机特性的分析

2.3 本章小结

第3章 液压机械无级变速器的传动特性分析

3.1 液压机械无级变速器的传动原理

3.2 液压机械无级变速器的传动特性

3.3 液压机械无级变速器与发动机的匹配

3.4 本章小结

第4章 液压机械无级变速器自动变速控制系统的硬件设计

4.1 HMCVT自动变速控制系统的控制原理

4.2 液压机械无级变速控制单元的组成部分

4.3 多段HMCVT电子控制单元的硬件设计

4.4 本章小结

第5章 液压机械无级变速器自动变速控制单元的软件设计

5.1 HMCVT控制系统软件部分的主要功能

5.2 软件功能模块的算法

5.3 模糊PID控制仿真

5.4 自动变速控制系统模块的程序模块设计

5.5 自动变速控制系统功能的仿真验证

5.6 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果