论文部分内容阅读
整体式液压机械无级变速装置是一种可实现液压技术与机械传动完美结合的新型传动装置。将整体式HST与传统机械变速箱串联组成的静液压机械无级变速器,既兼顾了机械传动效率高和液压传动可控无级变速的优点,又可兼顾结构简单、制造成本低廉的优点,适用于中小型农用机械中。
文中论述了车辆动力传动系统的发展现状,并对各类变速器进行了简单介绍。同时阐述了液压机械无级变速传动及其动力匹配与控制的研究现状,以此为基础确定了本文的主要研究内容。
根据本文所研究的静液压机械无级变速传动系统的组成结构和相关实验数据,建立了发动机数学模型、变量泵-定量马达系统数学模型和拖拉机动力学模型。并对变量泵-定量马达系统和液压机械无级传动系统进行了特性分析,给出了相应的特性曲线。为液压机械无级传动系统动力匹配与控制的研究奠定了理论基础。
基于拖拉机供应特性与需求特性之间的关系,提出了动力传动系统匹配的问题,并给出了匹配评价指标,即分别以牵引功率损失系数和燃油耗损系数来评价拖拉机动力性和燃油经济性的好坏。讨论了实现拖拉机最佳动力性或最佳燃油经济性的液压机械无级变速传动系统的匹配方案,给出了最佳动力性和最佳燃油经济性要求下变速器的目标速比图,以此作为速比控制的依据。
分别介绍了传统PID控制、模糊控制和模糊自适应PID控制的原理。基于拖拉机的实际作业情况和提高拖拉机整体性能的要求,制定了液压机械无级变速传动系统综合控制策略,给出了相应的控制框图,并分别设计了速比模糊自适应PID控制器和油门模糊自适应PID控制器。
最后建立了电液比例控制系统数学模型,并运用Matlab/Simulink仿真软件建立了发动机仿真模型、液压系统仿真模型和拖拉机综合仿真模型。在此基础上,针对定牵引阻力变油门和定油门变牵引阻力这两种拖拉机典型工况对系统进行仿真分析,验证控制系统的可行性及有效性。