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基于Simulink与Stateflow的自动变速器性能仿真

第33卷第8期 2010年8月

自然科学版)

JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

合肥工业大学学报(

Vol.33No.8 Aug.2010

Doi:10.3969/j.issn.100325060.2010.08.002

基于Simulink与Stateflow的自动变速器性能仿真

张炳力, 张友皇, 赵 韩

(合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥 230009)

摘 要:文章依据两参数换挡规律,运用模糊控制理论建立了驾驶员模型,采用Stateflow有限状态机理论建立自动换挡模型,并且建立了自动变速器传动模型;对整车动力系统在特定工况下进行仿真分析研究,结果表明该自动变速器模型正确,能严格按照换挡规律换挡。关键词:自动变速器;换挡规律;模糊控制

中图分类号:U4631221 文献标志码:A 文章编号:100325060(2010)0821125206

Simulationofautomatictransmissionperformance

basedonSimulinkandStateflow

ZHANGBing2li, ZHANGYou2huang, ZHAOHan

(SchoolofMachineryandAutomobileEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)

Abstract:Accordingtotheshiftingruleoftwoparameters,thedrivermodelisbuiltbyusingthefuzzycontroltheoryandtheautomaticshiftingmodelisbuiltbyusingthefinitestatemachine(FSM).Theautomatictrans2missionmodelisalsosetup.Thesimulationofvehiclepowertrainsystemunderaspecificconditionshowthattheautomatictransmissionmodelworksasexpectedandcanshiftbytheshiftingruleexactly.Keywords:automatictransmission;shiftingrule;fuzzycontrol 自动变速器AT(AutomaticTransmission,简称AT)的使用能有效地减少换挡冲击,降低传动系的动载荷,改善汽车的动力性、经济性、乘坐舒适性和操作方便性,应用广泛,是当前自动变速器的主流。

计算机仿真是缩短产品开发周期、减少开发费用的有效手段,通过仿真可以对不同初始条件、不同运行状况的过程进行仿真对比,为制定、评价、调试控制策略提供良好的环境。本文首先利用模糊控制理论建立了驾驶员模型;其次根据两参数换挡规律,采用区域信息作为换挡逻辑输入值的方法建立了自动变速器自动换挡模型;随后在了解自动变速器结构及工作原理的基础上,建立了液力变矩器模型(包括闭锁模型)、行星齿

收稿日期:2009208219;修回日期:2009210216

基金项目:国家科技支撑计划资助项目(2009BAG12B0003);安徽省自然科学基金资助项目(08040102001);国家863计划资助项目

(2009AA11A113)和安徽省软科学研究计划资助项目(10030503076)

作者简介:张炳力(1968-),男,安徽合肥人,博士,合肥工业大学副教授,硕士生导师;

),,,.

[1]

轮传动模型及换挡执行元件模型;然后将各模型结合起来,构成面向控制算法的车辆自动变速混杂系统仿真模型[2];最后针对特定工况对自动变速器的性能进行仿真分析,以验证所建立的自动变速器模型的准确性。

1 驾驶员模型

驾驶员模型如图1所示。驾驶员模型实际是个车速控制器(见图1a),模型中采用模糊控制器将输入的目标车速uca与实际车速ua的差值$u转变为加速踏板信号或制动踏板信号[3,4]。该模糊控制器(见图1b)输入量为车速差值$u及车速差值变化率$uc,输出为油门踏板或制动踏板开度D。输入输出隶属度函数均采用钟形函数,$u

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