基于MPC的无级变速器控制优化策略研究

作     者：韩玲 刘鸿祥 王金武 刘畅 HHAN Ling;LIU Hongxiang;WANG Jinwu;LIU Chang

作者机构：长春工业大学机电工程学院长春130012 吉林大学机械科学与工程学院长春130025 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2019年第55卷第10期

页      面：158-167页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：吉林省优秀青年人才基金(20180520070JH) 吉林省发改委(2019C054-9) 吉林省教育厅“十三五”科学技术(JJKH20181033KJ) 国家自然科学基金(51605043)资助项目 

主　　题：汽车工程 模型预测控制 无级变速器 夹紧力 

摘      要：金属带式无级变速器(Continuously variable transmission,CVT)夹紧力是影响CVT系统传动效率及整车燃油经济性的重要因素,针对传统控制策略难以准确、合理地获得最优夹紧力控制范围的问题,提出了基于模型预测控制(Modelpredictive control,MPC)的控制策略。根据传动系统运动学原理,建立CVT动态方程及状态空间表达式,设计CVT模型预测控制器。考虑夹紧力具体约束限制,将无约束优化问题转化为二次规划问题,利用预测控制器求解每一时刻的夹紧力最优控制序列,构造最优夹紧力输入。在CVT系统输出侧施加干扰转矩,结果显示系统鲁棒性良好。同时,为验证MPC控制策略的可行性,利用Simulink和AMEsim进行联合仿真,并在紧急加速、紧急制动及综合工况下进行实车验证。结果表明:相较于传统控制,基于MPC的控制系统能够将传动效率提高8.72%~9.23%、油耗降低5.61%,为进一步解决CVT控制问题提出新思路。