车辆电传动齿轮系统非线性振动机理及换挡平顺性控制

基本信息
批准号:51575041
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:宋强
学科分类:
依托单位:北京理工大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张军,董玉刚,曹万科,魏开新,冯艳丽,万海桐,隋平阳,李松
关键词:
换挡过程2档自动变速器非线性振动机电动力耦合机构换挡平顺性控制
结项摘要

Up to now, the shifting smoothness of electrified gear transimission system can not be solved because rigidity mathmatic models are often assumed when its control stratege is researched, while the non-linear vibration characteristics is very important, but negelected. . Under the preliminary develoment of the prototype and its control stategy for electrified gear transimission system integrating permanent magnet motor and 2-shifts Automatic Mechanical Transimission (AMT) without cluth and synchronizer, the non-linear vibration characteristics and shifting smoothness control strategy of the system are mainly researched in this proposal. . Firstly, the non-linear characteristics of multi-gear meshing transimission system is researched. The influences of time-varying parameters on the system’s non-linear response behaviors are analysed in order to set up the dynamic vibration models under the working condition of multi-gear meshness and multi-bearing supporting. . Then, the non-linear vibration characteristics during shifting process are studied. The vibration models and the parameters transition matrix are built among different shifting stages, which provides the basement for model solution and dynamic simulation later. . Further, the shifting control strategy is discussed under the non-linear behaviors of the gear transimission system. The parameter’s sensitivity on shifting smoothness is established. Under multiple excition, the optimized control strategy for the outstanding shifting smoothness is put forward. The working stability and shifting quality are evaluated.. This research will afford to reveal the non-linear vibration mechanism of multi-gear meshness and shifting working condition for electrcified gear transimission system, and improve implementation approaches for control strategies of the system's dynamic performance.. Research conclusions will be verified by theoretical analysis, model simulation, and bench testing.

针对现阶段电动汽车电传动齿轮换挡控制基于刚性传动模型,忽视系统非线性振动特性,导致换挡平顺性差的问题,申请人拟在前期无离合器无同步器永磁同步电机+2档自动变速器构成的电传动样机开发和控制策略研究基础上,开展齿轮系统多自由度非线性振动机理及换挡平顺性控制研究。包括:研究多齿轮副传动系统非线性振动特性,分析多项时变参数对系统非线性振动特性的影响,建立多齿轮副和多轴承支撑条件下的振动模型;研究换挡过程的非线性振动特性,分析换挡过程各阶段的振动模型及状态转移条件,进行振动模型的求解和动力学仿真;研究换挡平顺性控制策略,进行平顺性影响参数的灵敏度分析,建立多重耦合激励下基于平顺性最佳的控制方法,分析工作稳定性和换挡品质。本项目研究有利于揭示多齿轮副及换挡条件下齿轮系统的非线性振动及耦合机理,为电传动控制及应用奠定科学理论基础。本项目采用理论分析、模型仿真与台架验证相结合的方法开展研究。

项目摘要

现阶段电动汽车电传动齿轮换挡控制研究主要基于刚性传动模型,忽视了传动系统的非线性振动特性,导致换挡平顺性差。为此,该项目在前期无离合器无同步器永磁同步电机+2挡自动变速器构成的电传动样机开发和控制策略研究基础上,开展了齿轮系统多自由度非线性振动机理及换挡平顺性控制研究。主要研究内容包括:新型电传动系统结构及控制机理,研究多齿轮副传动系统非线性振动特性,分析多时变参数对系统非线性振动特性的影响,建立多齿轮副和多轴承支撑条件下的振动模型;研究换挡过程的非线性振动特性,分析换挡过程各阶段的振动模型及状态转移条件,进行振动模型的求解和动力学仿真;研究换挡平顺性控制策略,进行平顺性影响参数的灵敏度分析,建立多重耦合激励下基于平顺性最佳的控制方法,分析工作稳定性和换挡品质;建模仿真和试验技术研究,除此之外,也对电传动系统中的电池充放电特性,以及电机控制及温度场特性进行了研究。通过仿真揭示多齿轮副及换挡条件下齿轮系统的非线性振动及耦合机理,通过台架试验验证分析结果的正确性,并寻找技术实践中的更多影响因素及控制方法。. 本项目研究获得了车辆电传动齿轮系统的非线性振动数理模型和有限元模型,获得了多激励时变参数条件下的非线性响应特性,实现了动力学特性和运动学特性的分析,揭示了多齿轮副及换挡条件下齿轮系统的非线性振动及耦合机理,阐明了系统所具有的非线性振动耦合特性对电传动系统换挡平顺性及工作稳定性的重大影响,提出了换挡平顺性评价及控制算法,并进行了试验验证。. 本项目为电传动控制应用、以及电传动系统的故障诊断分析奠定了科学理论基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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