国家“十四五”规划和二〇三五年远景目标纲要中指出要提升制造业核心竞争力,其中包括新能源汽车高性能动力系统。纯电动汽车两挡变速箱能够优化驱动电机工作区间,提升车辆起步能力以及续航里程,是纯电动汽车发展的重要战略方向之一。本文以一种新型无动力中断两挡变速器I-AMT为研究对象,该变速器采用多片离合器以及单向超越离合器的方案,多片离合器为常闭式湿式多片离合器,离合器压紧元件为两片相同的碟形弹簧。与传统湿式多片离合器液压式执行机构不同,本方案选用电控机械式离合器执行机构,通过控制离合器两片碟形弹簧的变形量从而控制离合器钢片与摩擦片之间的压紧力。在升、降挡控制逻辑上,本文针对I-AMT控制难度较大的降挡过程,通过精确地控制离合器位移来实现降挡控制,并在降挡“惯性相”阶段通过带前馈控制的二自由度Smith预估器控制驱动电机主动调速从而调节超越离合器内、外圈转速差,实现超越离合器的平稳同步。本文的具体工作如下:1、无动力中断两挡变速器I-AMT介绍。对I-AMT的组成以及动力传递路线进行介绍,对其使用的湿式多片离合器的结构及弹性元件力-位移特性进行分析;介绍了多片离合器电控机械式执行机构的组成及其工作原理。2、换挡过程分析及二自由度Smith控制器设计。介绍了变速器换挡品质评价指标和换挡规律,分别对变速器升、降挡过程进行分析,提出了驱动电机主动调速的降挡策略;针对实际控制系统中存在的纯延迟问题,提出了通过Smith预估控制来消除纯延迟对控制系统的影响,介绍了Smith预估器的原理,在此基础上提出了二自由度Smith控制器,并分别对其目标跟踪控制器以及扰动抑制控制器进行设计。3、I-AMT系统建模以及降挡Simulink仿真。建立起I-AMT动力学模型,构建了带前馈控制的二自由度Smith控制器进行电机转速跟踪。介绍了仿真Simulink模型,根据仿真结果分别对比了带前馈的二自由度Smith控制器转速跟踪降挡控制、离合器位置开环降挡控制以及PID转速跟踪降挡控制策略的控制效果;并根据上述仿真过程得到的多片离合器滑摩功,基于ABAQUS对湿式多片离合器进行热力学仿真分析。4、系统参数辨识与整车试验。通过系统参数辨识得到驱动电机及其控制器的系统传递函数,进行电机空载转速跟踪实验来验证传递函数预估的准确性以及控制器设计是否合理。介绍了整车试验过程中所用到的软、硬件设施,对实验所用到的Simulink模型以及底层软件进行介绍;进行了整车实验,验证了本文提出的降挡控制逻辑在大油门降挡工况下的控制效果。