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机电复合传动模式切换控制策略及其性能优化

【摘要】:本章基于机电复合传动的复杂模型,开展了模式切换控制策略的研究,主要内容如下。仿真结果表明,机电复合传动在所提出的模式切换控制策略的作用下,能够在保证模式切换响应速度快和车速稳步上升的同时,有效地降低输出转矩波动和加速度波动,减小车辆的冲击度和离合器的滑摩功,显著地改善模式切换品质,提高车辆的驾驶性能。

本章基于机电复合传动的复杂模型,开展了模式切换控制策略的研究,主要内容如下。

首先,对模式切换过程相关问题进行描述,包括操纵元件的动作时序问题、电机调速问题以及操纵元件的油压控制问题。

其次,为了表征机电复合传动多动力源转矩的动态特性,通过引入切换系统的概念,将机电复合传动描述为一个集离散事件动态系统和连续变量动态系统为一体的切换系统,建立了机电复合传动的复杂模型,在此基础上利用仿真平台采用基于规则的模式切换控制策略分析了模式切换过程的动态特性。

然后,为了实现机电复合传动多动力源转矩的协调和解耦,完成快速平稳的模式切换,针对离合器滑摩阶段,采用基于模型预测控制分配的转矩协调控制策略,通过协调控制发动机、电机A和电机B,有效地补偿了离合器转矩,解决了离合器传递转矩的不连续性所造成的冲击与滑摩功的矛盾;针对制动器分离阶段,提出了基于电机转矩的动态补偿控制策略,消除了发动机和电机惯性转矩差异所造成的输出转矩瞬态分量。

最后,通过仿真验证了本章所提出的模式切换控制策略有效性,并分析了控制参数对控制效果的影响。仿真结果表明,机电复合传动在所提出的模式切换控制策略的作用下,能够在保证模式切换响应速度快和车速稳步上升的同时,有效地降低输出转矩波动和加速度波动,减小车辆的冲击度和离合器的滑摩功,显著地改善模式切换品质,提高车辆的驾驶性能。