文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
基于模糊规则的AMT换挡执行机构位置的高精度控制
姓名:丁然然
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:陈俐
20080101
上海交通大学硕士学位论文摘要

基于模糊规则的 AMT 换挡执行机构位置的高精度控制
摘要
车辆的自动变速技术是车辆改进和完善传动系统的重要研究方向之
一。与液力式自动变速器(AT)相比,机械式自动变速器(AMT)的制
造成本要低很多,且结构简单,安装方便,市场潜力巨大。作为 AMT 系
统中的重要组成部分,换挡执行机构目前存在以下问题:换挡动作不准
确,机构可靠性差,无法大规模的装车等。结合上海市科委“登山计
划”资助的项目“混合动力汽车自动变速器关键技术及其产业化技术研
究”(06dz11002),本文对 AMT 换挡执行机构的准确定位进行了深入的
分析和试验研究。
本项目所开发的样机中的执行机构采用电控液压式。将挡位快速准
确地摘到空挡位置是换挡的关键。本文首先对摘挡过程建立了动力学方
程,然后在 MATLAB/SIMULINK 环境中搭建了模型,再依据试验数据对模
型进行了修正并确定了模型的参数。
液压系统的非线性,电磁阀的滞后给液压缸活塞的位置控制带来了
很大的困难。对这样的系统,难以确定 PID 的参数,容易导致振荡、稳
态误差过大等现象。为此本文通过试验测试了液压缸活塞在不同的位
置,电磁阀开启时间和液压缸移动距离之间的对应关系。然后根据需要
移动的距离查询电磁阀需要打开的时间,并结合手动换挡的经验,设计
了模糊控制规则,并将其应用于 MATLAB/SIMULINK 中的模糊控制器中。
为修正模糊规则和验证控制算法的效果,在建立的换挡模型上使用
模糊控制算法进行仿真。仿真的范围包括摩擦力的变化、液压油粘度的
变化以及使用不同响应速度的电磁阀对控制效果的影响。仿真结果表
明:模糊控制算法可以有效的适应摩擦系数、液压油粘度的变化,具有
较好的适应性和鲁棒性;采用响应速度较快的电磁阀在一定程度上可以
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上海交通大学硕士学位论文摘要

提高系统的响应时间和稳态控制精确度。
为验证控制算法的实际应用效果,分别在上海汽车齿轮总厂进行了
样机的静态试验和在上海御能驱动技术有限公司进行了样机的动态试
验。试验 AMT 自动换挡机构在静止工况和输出轴有负载和转速的工况下
的换挡情况,试验结果表明换挡执行机构可以快速准确的换到指定的挡
位,
有效的提高换挡机构的性能,为 AMT 执行机构的定位控制提供了一种较
好的解决方法。

关键词:AMT,模糊控制,换挡执行机构,高精度,位置控制

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上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
High Accurate Position Control of AMT Gear Shifting
Actuator Based on Fuzzy Rules

ABSTRACT
Automatic transmission technology is one of the key research fields in
vehicle power train system. Compared with the Hydraulic automatic
transmission, the automatic mechanical transmission (AMT) has much lower
cost in manufacturing and more convenient for assembly in the driveline
system. This means that there is a huge potential market for the
implementation of such a mechatronical technology. Presenting as a key
functional module in AMT system, the gearshift actuating mechanism needs
to e some hurdles. For example, gearshift operation is urate,
unreliable, and can’t be massively produced. Based on a project funded by the
science and mission of S