基于数据驱动预测控制方法的DCT换挡控制及FPGA实现

被引量 : 0次 | 上传用户:qqq1981115
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
双离合器自动变速器(Dual-Clutch Transmissions DCT)是在手动变速器(ManualTransmission MT)基础上发展起来的,其继承了MT的高机械效率,并具有传统液力机械(Automatic Transmission)自动变速器动力换挡的特点,装配有DCT的车辆与装配有AT具有同样的驾驶方便性与舒适性,同时动力损失小,燃油经济性比AT高。DCT的结构与MT较为相似,可以从MT生产快速改装为DCT的生产。同时DCT的结构紧凑,体积较小,在汽车上进行装配时需要较小的空间,小型车辆由于空间有限,较为适合DCT的装配。因此,近年来DCT已经成为了汽车各大公司投入大量人力物力研究开发的新热点,日产、三菱、宝马和保时捷均相继开发出自己的DCT产品。DCT进行离合器切换式换挡,换挡过程可分为力矩相和惯性相两个阶段。力矩相进行离合器力矩的重新分配,传动比无急剧变化,在惯性相进行离合器的滑摩同步并伴有转速和传动比的急剧变化,该阶段易产生较大的换挡冲击并且若滑摩时间过长会产生较高的滑摩功,影响离合器寿命。所以非常需要在对惯性相阶段的离合器进行闭环控制,使离合器平稳滑摩完成同步,令变速器输出力矩变化较为平稳,减小由于力矩的剧烈波动导致的换挡冲击。换挡时间、换挡冲击度和滑摩功是相互矛盾的评价指标,如何对其进行均衡,实现最优的换挡控制。由于DCT离合器缺少单向离合器和类似AT液力变矩器,若换挡控制不好,会出现离合器间的力矩干涉和输出力矩的剧烈波动,因此针对以上问题设计基于数据驱动预测控制方法的DCT换挡控制器实现快速平稳换挡。本文对湿式DCT换档过程关键技术进行研究,分为以下五个部分:一、对本文的研究背景进行了简单介绍,总结了DCT自动变速器的发展历史与国内外研究现状。对前人在DCT换挡控制方面所取得的研究成果进行分析与总结,提出本文主要内容和研究路线。二、建立DCT换挡过程的整车模型,以方便进行仿真实验。所建立整车模型由发动机、双离合器及液压驱动装置、变速器及同步器、负载和整车动力学模型组成。以某款湿式双离合器式自动变速器样车为参考,在AMESim中搭建仿真模型同时与Matlab/Simulink进行联合仿真,为第三章控制器设计提供了仿真平台。三、基进行DCT惯性相换挡控制器的设计采用数据驱动预测控制方法进行换挡控制器设计,该方法可从仿真系统模型的输入输出数据中获得系统未来输出预测方程,采用以离合器从动部分转速差为系统输出,发动机节气门开度和比例电磁阀电流为输入量。换挡策略采用离合器转速差轨迹跟踪方法,让需要同步的离合器转速差跟踪上预先设定好的目标参考轨迹,同时在通过控制发动机节气门开度,改变发动机转速,配合惯性相的离合器同步完成换挡。整个车辆系统存在机械上的限制,因此对输入输出量上受到一定约束的限制,控制问题最终转换为带有约束问题的优化问题,可应用QP求解方法进行带约束优化问题求解,得到最终控制量输出。最后将所设计的换挡控制器由MATLAB/Simulink实现,并与第二章所搭建的AMESim仿真模型进行联合仿真验证控制器的有效性。四、 DCT换挡控制器的FPGA实现,由于在数据驱动预测控制方法中涉大量的矩阵运算以获得系统的未来预测输出同时需进行优化问题的在线优化求解,系统约束的存在也导致求解速度变慢,同时预测方程输出计算涉及大量的矩阵运算,在固定的采样时间内如何提高控制器求解运算度成为工程实例应用的首要问题。 FPGA其强大的计算能力可满足复杂算法的功能实现,可充分利用FPGA硬件并行运算的特点加速算法的运算。为方便控制器设计的硬件电路实现,采用高级综合工具Vivado HLS FPGA开发工具进行控制器硬件的具体实现。最后将所实现的换挡控制器下载到FPGA中,构建dSPACE实时仿真系统进行控制器的实时实验,实验表明本文所设计的换挡控制器满足实时性和控制需求。
其他文献
含金构造形变类型决定或控制金矿化类型 ,深层次的韧性超韧性变形为元素迁出区 ,一般不利于金矿化 ;韧性含金构造控制蚀变糜棱岩型金矿化 ,韧脆性变形含金构造控制构造蚀变岩
整体吊装难度较大,手工计算和作图已很难满足此类吊装的应力校核和运动过程验证,必须借助更为先进的吊装模拟分析技术。某工程为缩短安装施工周期,对再生塔等大型塔类设备采
随着信息技术的飞速发展,智慧教育成为人们关注的热点,基于智慧课程的教与学的模式研究与创新显得愈发重要。本文通过对智慧课程的内涵、特征、教与学模式设计等进行研究分析
目的:探讨电子质控核查在护理质量控制的应用效果。方法:自2016年6月开始,某院神经外科病区护士长及质控护士使用电子质控核查,包括设置核查项目、定期和随机检查、记录电子
水环境污染问题是困扰人们的生产生活以及生态可持续发展的一大难题。江苏省无锡市对水环境污染的治理有其自身的特色和成功经验。在水环境污染治理上,"智慧模式"对于传统模
本文针对气冲紧实的复杂动态过程带来的动态参数多、设计计算困难等问题,开展了旨在准确得到动态参数的研究工作。通过造型实验、计算机仿真,研究了撞击式气冲造型紧实机构的
本文主要就涉及犯罪构成基本理论中的共同犯罪问题进行了探讨。文章首先对共同犯罪与犯罪构成的一般关系进行了研究。主要涉及两个问题:一是共同犯罪形态有无独立的犯罪构成,
葡萄花油田构造上所属松辽盆地中央坳陷二级构造大庆长垣带南部的三级构造—葡萄花构造,其北部连接太平屯背斜构造,南部与敖南鼻状构造相邻,东西两侧分别是三肇凹陷和古龙凹陷。
金莲山墓地为石寨山文化的一处墓地,因墓葬中保留了大量的人骨以及人骨所展现的特殊葬俗而引起人们的关注。以往对石寨山文化的研究,多是在没有出土人骨的情况下,开展的文化层面
自2009年全国第一届阻燃人造板生产技术与应用论坛之后,我国木材阻燃技术、市场和政策有了新的进步和变化,为了总结新成果,展示新产品、新技术,经研究决定由中国林业科学研究