基于最优控制的电驱动AMT综合换挡规律??    (筚路蓝缕, 以启山林)        中山升降车出租,  中山升降车租赁,   中山升降车公司       1换挡规律是电驱动AMT系统较为核心的顶层控制策略。根据前文研究结果，电驱动AMT系统磨损率与换挡规律间具有一定程度的对应关系，换而言之，换挡规律的合理优化可降低系统换挡时的磨损现象，提高系统可靠性。另外，鉴于现有电驱动AMT换挡规律无法权衡动力性能与经济性能，有必要建立一种综合考虑电驱动车辆动力性与经济性，同时使AMT磨损量限制在可控范围内的综合换挡规律。 将通过对电驱动AMT系统换挡规律的研究，制定符合不同控制目标的动力模式和经济模式换挡规律，重点研究AMT磨损率与换挡决策间的影响因素，建立控制磨损的可靠模式换挡规律。通过研究不同模式间的制约关系，建立将其统一考虑的综合换挡决策模型，并将模型转化为最优控制问题，进而利用动态规划方法求解具备不同控制权重的多种最优换挡规律并进行整车仿真试验研究，对其基于可靠性约束条件下的动力和经济性能与传统控制方法进行对比分析。

          2电驱动AMT多模式换挡规律,    2008年开始开展了对电驱动商用车换挡规律的研究，研究对象为无离合器AMT系统。分别制定了最佳动力性换挡规律和经济性换挡规律。最佳动力性换挡规律分为主动控制与被动控制。被动控制为车速油门双参数换挡规律，增大油门开度保证动力性，减小油门开度提高经济性。主动控制用来应对由油门开度控制参数引起的换挡波动，在油门开度剧烈变化时减弱换挡控制的灵敏度；最佳经济性换挡规律将传统发动机燃油消耗特性替换为电机效率特性，得到可行的经济性换挡规律，使车辆总在最大效率区域运行。本文将依据现有电驱动车辆换挡规律研究基础，根据控制目标的不同，提出考虑坡道影响的动力模式换挡规律，以及考虑牵引电机效率影响的经济模式换挡规律。最后，考虑换挡规律对AMT磨损问题的影响，提出将关键部件使用寿命最长化的可靠模式换挡规律。

      1动力模式换挡规律,    动力模式换挡规律寻求的是电驱动车辆动力性能的最佳化，其目标不仅仅通过挡位的决策提高电驱动车辆的加速性能，还应具备在不同坡道下使电驱动车辆具有一定程度的加速能力的功能。

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        1电驱动车辆参数确定,     由于电驱动车辆动力源与传统车的明显区别，此前基于发动机飞轮的推导过程不再适用。而目前对电驱动车辆的计算仍然没有系统的研究，本文为获得较为准确的动力学模型，将对电驱动车辆旋转质量换算系数进行如下推导。将作用在牵引电机转子处的惯性力矩转换到驱动轮圆周,    所有车轮的惯性力矩，转换为旋转质量的惯性力并与dtdum相加可得到电驱动车辆的加速阻力.   对于装备有机械自动变速器的电驱动车辆来讲，与特定电驱动车辆种类有关.   

          2基于牵引电机试验的动力模式,   换挡规律电驱动车辆动力性换挡规律的目的为当车辆加速时，保持车辆的加速度相对稳定，避免诸如牵引电机输出扭矩不足等现象出现。可知电驱动车辆行驶时的加速度,    tmT为牵引电机转矩，对于常见的车用牵引电机，如永磁同步电机、三相异步电动机及开关磁阻电机等，可通过建立其数学模型来获得准确的扭矩-转速-负载关系特性。然而，用于数学建模的各种电机内部参数并不易于获取，故目前比较普遍的电机建模方法为通过系统的电机试验，得到基于试验数据的电机响应特性。与此同时，对于理想状态的电机，公认的外特性为分段曲线，即当电机转速低于基速时，电机转矩保持恒定的峰值转矩，同时电机功率呈线性增长至峰值功率；而当电机转速大于基速时，电机功率保持恒定的峰值功率，电机转矩则逐渐下降。本文进行了牵引电机外特性试验。一款峰值功率53kW、峰值转矩150Nm、最高转速8000rpm的电驱动车辆用牵引电机的理论与试验所得外特性曲线的对比图。牵引电机试验外特性曲线基本上遵循理论值。以电机基速为分界线，在恒转矩阶段，试验转矩值虽未维持恒定，但平均误差小于7%；在恒功率阶段，试验转矩与理论值的平均误差小于6%。对比通过外特性对比试验，证明理论经验公式可以用作换挡规律的计算中，从而建立牵引电机tmtmT~之间的函数关系。   

          根据车速与牵引电机转速之间的关系，可建立牵引电机转矩与车速的函数关系。考虑加速踏板开度对牵引电机输出转矩的影响.     与理论曲面进行对比后发现，基于试验数据的牵引电机实际转矩响应曲面在恒扭矩阶段与理论值差别较大。而在恒功率阶段，转矩随转速的下降也并非理论情况平滑。那么采用理论计算的方法所确定的牵引电机（输出转矩~转速、加速踏板开度）特性，在后续进行换挡规律研究时可能会造成比较大的误差。基于以上分析，本文在动力模式换挡规律的研究中将采用拟合法来确定牵引电机输出转矩与加速踏板开度以及电机转速（车速）之间的函数关系。本文提出一种二元多阶多项式拟合方法来确定牵引电机输出转矩的响应曲面，二元指方程包含两个变量：电机转速、加速踏板开度；多阶是指在多项式拟合过程中，两变量的阶数大于等于1。

           当车辆从当前k挡换至目标k+1挡时，为保持车辆在换挡前后的加速度相对稳定，令车辆第k挡加速度与第k+1挡加速度相等，为电驱动车辆在不同加速踏板和坡度角影响下的换挡车速序列,   当研究某个特定加速踏板开度下的换挡车速时，进而得到某特定加速踏板开度下的atmuT~关系.。本文以装备两挡AMT的电驱动乘用车为例，为其求解动力模式换挡规律，动力模式下的电驱动AMT换挡车速点随加速踏板开度的增大而逐渐增大；并随道路坡度的增大有后移的趋势，在道路坡度角较大时，可以延缓升挡以及提前降挡。

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