基于Stateflow的汽车变速器建模研究.docVIP免费

研究生课程论文基于Stateflow的汽车自动变速器建模研究科目：汽车动力学授课教师：年级专业：学生姓名：学号：是否进修生？是□否□基于Stateflow的汽车自动变速器建模研究（武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉430070）摘要：变速器是汽车上极为关键的一部分，研究难度大。一个理想的汽车变速器应当使汽车具有良好的动力性。本文研究了汽车自动变速器换挡控制，运用MATLAB/Simulink建立发动机模型、各档位驱动力计算模型、自动变速器模型，并使用Stateflow工具箱建立了自动变速器的换挡控制策略。仿真得到驱动力曲线、换挡控制点、动力性换挡规律曲线、结果准确度高，表明所采用基于Stateflow的换挡控制策略能够良好地实现对自动变速器的换挡控制。关键词：自动变速器；MATLAB/Simulink；Stateflow；模型；控制策略ResearchformodelingofautomobileautomatictransmissionbasedonStateflowPanZhi-qiang(WuhanUniversityofTechnologyCollegeofWuhanautomotiveengineeringHubeiWuhan430070)Abstract:Thetransmissionisakeypartofthecar,whichisverydifficulttobestudied.Anidealvehicletransmissionshouldhavegoodpowertothecar.Thispaperstudiestheshiftcontrolstrategyofautomobileautomatictransmission,usingMATLAB/Simulinktoestablishamodelofengine,thecalculationmodelofgeardrivingforce,modelofautomatictransmission.AndtheshiftcontrolstrategyoftheautomatictransmissionisestablishedbyusingStateflowtoolbox.Thesimulationoutputsincludedrivingforcecurve,shiftingcontrolpoint,powershiftcurve.Theresultshavethighaccuracy,indicatingthattheshiftcontrolstrategybasedonStateflowcanrealizetheshiftofautomatictransmissioncontrolaccurately.Keywords:automatictransmission;MATLAB/Simulink;Stateflow;model;controlstrategy1引言变速器是汽车传动系统的重要组成部分，其主要功能是安全可靠地传递动力，通过档位选择实现汽车的起步加速、减速等[1]。汽车变速器是以它的内部齿轮传动系统为主要结构的动力转换和传递机构，齿轮传动系统又是机械中最常用的传动形式之一，广泛应用于机械、电子、纺织、冶金、采矿、汽车、航空、航天及船舶等领域[2]。本文分析了汽车自动变速器的工作原理，通过MATLAB/Simulink软件建立了汽车发动机模型、汽车变速器各档位驱动力计算模型和变速器模型，运用MATLAB中的Stateflow工具箱建立了五档位的变速器换挡控制策略。仿真结果表明，基于Stateflow的换挡控制策略能够准确地对变速器实施控制，输出的车速、转矩结果正确。2汽车自动变速器仿真技术研究与拓扑结构汽车的技术进步主要体现于电控技术在汽车上广泛的应用，随着我国车辆自主研发的进行，为实现国内高档车辆的开发，电控系统将会越来越多的在车辆上实现集成应用，车辆自主开发的最大挑战是需要拥有车辆自主开发技术[3][4]。在电控产品开发中，电控系统硬件开发技术较为成熟，开发的核心与难点是控制系统软件。成熟的控制软件是提高车辆性能和控制功能实现的主要因素，因此电控系统控制策略的开发是电控产品开发的主要内容。自动变速器控制系统主要功能是实现车辆自动起步，在车辆合理的换挡时刻实现平顺且可靠的换挡。虽然基于模型仿真分析只是接近真实，但是计算机强大的计算能力，给研发人员提供了高效且能够深入了解复杂系统特性的能力。实验测试与仿真计算技术相辅相成，能够极大提高控制软件的开发可靠性与效率[5]。因此，运用MATLAB软件建立自动变速器的模型，采用基于Stateflow的控制策略，实现变速器换挡规律的控制。整体拓扑结构如图1所示。发动机模型各档位驱动力计算模型变速器模型Stateflow控制策略转速扭矩动力线信号线图1汽车自动变速器模型拓扑结构图3自动变速器主要模型3.1汽车发动机模型发动机建模采用查表方式。其中在发动机起动时，介入起动机模式，本次起动机起动条件为发动机转速小于880r/min，并且车速小于10km/h。由节气门开度及发动机转速查表插值得到发动机平均有效压力BMEP（图中Pe表示），再根据公式T=BMEP⋅V2π⋅n（1）计算得到相应的转矩。其...