变速箱加载台架控制系统设计及控制策略研究

摘要

汽车运行过程中的平稳及舒适性主要是由汽车的传动系统总成所决定。变速箱是汽车机械传动系中的一个核心组成部分。在变速箱出厂前，对其机械组件的性能和寿命进行试验，能给变速箱的研发与质量评估提供有力的依据。如果变速箱的检测试验能够最大程度地还原变速箱的实际工作情况，便能有效控制变速箱的出厂质量。本文主要内容为变速箱加载试验台架控制系统的设计，以及研究试验台架加载系统控制策略的有效性。
　　本文首先在国内外变速箱试验台架的相关资料的指导下，对变速箱试验台架的载荷性质、加载动力源以及结构形式进行说明，再根据试验台架的结构和测试工序，提出功能需求，然后根据功能需求，介绍加载试验台控制系统的组成及其关键技术，并完成对控制系统的设计和布局。
　　其次，本文针对加载系统的控制部分展开详细研究。首先分别建立驱动系统和负载系统的理论模型，其中包括交流电机变频调速系统、变速箱以及部分电气元件理论模型;然后基于Simulink软件，根据上述得出的理论模型建立驱动系统和负载系统的模型，再对二者合并后的控制系统进行仿真，由此获得试验台架变速箱扭矩输出曲线并进行分析。
　　最后，本文为实现更理想的控制效果，研究了PID控制策略。通过加入PID反馈环节后的Simulink仿真模型扭矩输出结果可以得知，PID控制改善了系统的控制精度以及响应速度，有效提升了试验台的控制性能，为试验台控制系统的设计提供了可靠依据。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究背景

1．2 手动变速箱主要检测方法和国内外发展概况

1．2．1 变速箱主要检测方法

1．2．2 试验台国内外发展概况

1．3 本文研究内容及章节安排

1．4 本章小结

第二章 变速箱工作原理及加载台架功能结构

2．1 变速箱工作原理

2．1．1 变速箱结构及功能分析

2．1．2 变速箱故障及失效形式

2．2 变速箱加载台架功能及结构

2．2．1 加载台架功能分析

2．2．2 加载台架结构

2．3 本章小结

第三章 变速箱加载台架控制系统研究

3．1 加载台架机械结构布局及工序分析

3．2 加载台架控制系统结构分析

3．2．1 控制系统主电路供电分析

3．2．2 控制系统驱动及负载单元

3．2．3 系统关键控制技术

3．3 本章小结

第四章 加载台架控制系统理论模型

4．1 三相交流电机矢量控制系统理论模型

4．1．1 三相交流异步电机动态理论模型

4．1．2 矢量控制

4．1．3 SVPWM矢量控制系统模型分析

4．2 加载台架控制系统理论模型

4．2．1 变速箱理论模型

4．2．2 驱动单元理论模型

4．2．3 负载单元理论模型

4．2．4 加载台架控制系统模型

4．3 本章小结

第五章 基于Simulink的加载台架控制系统建模及仿真

5．1 三相异步电机调速系统建模

5．1．1 三相异步电动机建模

5．1．2 SVPWM矢量控制系统建模

5．1．3 三相异步电机调速系统总模型

5．2 加载台架控制系统建模

5．2．1 驱动单元建模

5．2．2 负载单元建模

5．2．3 变速箱建模

5．2．4 变速箱试验台控制系统总模型

5．3 加载台架控制系统仿真结果

5．4 本章小结

第六章 变速箱加载台架加载过程控制策略研究

6．1 加载台架控制系统控制策略

6．1．1 PID控制算法

6．1．2 PID控制策略在控制系统中的应用

6．2 基于临界比例度法的PID调节器参数整定

6．2．1 临界比例度法介绍及应用

6．2．2 PID参数二次整定

6．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况