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F is to of In is It of th e to is of AD is of it AD is AD is in AP is to to to us to a a of be to to to of it be to of So it a is DB to an In to r in DB as to a At of DB to DB DB is up to of of of of In in of be b y of is so it be as t be to by -P or by of of so it in to up if it it of of At of of is DT is In to to r is to to to on AD is a of At o f of is of is DT by of of of is to to of At of of ch is of of of by -L of by in of be to to of of to in of by So s be It of AD of to su ch a of of of is to in ++ to it to to of it O NC of l is so NC no in in to as as in of is is by of of is In of in in a of a As an MT by of is in on of of in in as in of of A is of MT on of be e in of A is on of al is To by to of in as as of of rk to It by of is to be in In th e of is as a as a be A is in of is a is to By of a l of be It be by of a is to of an is of to of of a of of is a a to be by It is by th at of is of In ∮ in of In z by mo re is as an In in of in a is to in by of in of in of is to to of is to MC A of It is of MC in ID of an be in a of in As an of c is by of of of C in er on X is to as It is by By in is be of of In a on of MT is a 汽車離合器 統(tǒng)的研究與設計 離合器是用來傳遞和切斷從發(fā)動機傳來的動力的一種機構。在汽車上， 它和發(fā)動機的飛輪相連接，切斷和平穩(wěn)地實現(xiàn)發(fā)動機和變速器之間的動力傳遞。如何合理、高效、快捷地設計離合器一直是國內外離合器廠家 追求 的目標， 誕生將此希望變?yōu)榭赡堋Ｆ?直是 術的先驅， 術最先是應用在汽車工業(yè)上，而且與 來越不可分割，集成化正成為現(xiàn)實。研究如何應用計算機來輔助設計汽車離合器，以及如何設計開發(fā)出一個實用 的、先進的汽車離合器 統(tǒng) — 簡稱 為實現(xiàn)汽車離合器集成設計制造系統(tǒng)打下一個堅實的系統(tǒng)框架，正是本文的目的。 汽車離合器 統(tǒng)首先必須能夠輔助工程設計人員設計離合器、其次能夠輔助設計人員分析設計的離合器、最后還能夠很好的組織和管理設計過程中的數(shù)據(jù)。從長遠考慮它還應該能夠輔助生產(chǎn)車間制造新產(chǎn)品、管理人員管理整個產(chǎn)品的生命周期，所以必須有一個核心能夠將這些子系統(tǒng)集成在一起。工程數(shù)據(jù)庫正是在這種需求下誕生的，以工程數(shù)據(jù)庫為核心構建 成了 必然的趨勢。為今后汽車離合器 統(tǒng)的擴充和發(fā)展，以及逐步實現(xiàn) 建一個堅實的框架， 統(tǒng)同樣也需要以工程數(shù)據(jù)庫為核心將個設計和管理子系統(tǒng)集成為一個整體。本文第三章對工程數(shù)據(jù)庫技術進行研究，并對汽車離合器 統(tǒng)的工程數(shù)據(jù)庫設計進行了討論，按全局庫、項目庫和設計庫的組織結構創(chuàng)建了汽車離合器工程數(shù)據(jù)庫。 傳統(tǒng)的汽車離合器設計基本上是選擇后備系數(shù)、離合器型式、設計摩擦片、設計草圖、設計裝配總成、設計各零件。在國內，這些過程基本上都是人工進行的，但近些年來，隨著計算機輔助繪圖軟件如司的 應用，工程圖的繪制基本上可在計算機上進行。用這種二維工程圖的模型，計算機只能輔助工程設計人員繪制工程圖紙，無法對零部件進行分析，這種模型描述能力低下。隨著線框建模技術、基于曲面或實體建模技術的出現(xiàn)，零部件在計算機中將以三維的方式表示，它能夠很好地輔助工程設計人員設計和分析零部件。但這種模型缺乏對產(chǎn)品零部件信息的完整描述， 從而導致計算機輔助設計系統(tǒng)、制造系統(tǒng)和分析系統(tǒng)集成困難。特征建模技術正好能夠彌補這種缺陷，而將特征建模技術和參數(shù)化建模技術結合起來則 既 能 提 高 產(chǎn) 品 模 型 的 描 述 能 力 又 能 夠 提 高 產(chǎn) 品 模 型 的 快 速 修 改 能力。本文第 四章對參數(shù)化特征建模技術進行研究，并用參數(shù)化特征建模技術在公司的 稱 件上對汽車離合器零部件建立了產(chǎn)品模型。 為使汽車離合器 統(tǒng)輔助設計人 員更快地開發(fā)離合 器新產(chǎn)品，讓計算機模擬工程設計人員根據(jù)原有的產(chǎn)品模型進行變型設計是統(tǒng)智能化的一個表現(xiàn)。智能 一個發(fā)展方向。本文的第五章對變型設計技術進行了研究，并應用參數(shù)表驅動和特征抑制技術在 實現(xiàn)了汽車離合器零部件的智能化變型設計 。 汽車離合器 統(tǒng)除了具有一定的集成化和智能化之外還應該具有一定的自動化， 也就是說系統(tǒng)能夠根據(jù)設計要求自動地設計離合器、并對離合器的一些基本參數(shù)和零部件進行校核分析和優(yōu)化。本文的第六章對離合器的結合模型進行了分析，推導出了一些基本參數(shù)設計計算公式 ;對膜片彈簧的工作情況進行了分析，運用當前國際上比較認可的 對膜片彈簧的載荷變形特性和應力應變特性進行了仿真計算。汽車離合器基本參數(shù)優(yōu)化和膜片彈簧的優(yōu)化均采用復合形優(yōu)化算法，其中設計目標、設計約束和設計變量的初始值，設計人員可以根據(jù)實際要求改變。根據(jù)設計和優(yōu)化了的離合器的基本參數(shù)、離合器的型式、初始條件，采用實例推理法和設計模板法初 步設計離合器的各零部件，并自動將其裝配起來，形成離合器零部件及裝配模型的設計模板。設計模板是通過智能化實例推理技術從現(xiàn)有的實例中推理而來， 然后用戶則在此基礎上采用交互的方式逐步改進、往復設計，直到滿足設計要求為止。因此這樣既發(fā)揮了計算機的輔助作用，也充分地擴展了人的主動地位，真正地實現(xiàn)了自動化設計和交互式設計相結合。 如何真正地實現(xiàn)如此復雜和先進的汽車離合器 統(tǒng)，這不僅需要許多的汽車離合器設計和 面的專業(yè)知識，更需要很高的計算機軟件設計和計算機應用水平。本人還對面向對象的程序設計方法和當前的 作系統(tǒng)進行了研究，學習了多種程序設計語言和一些軟件開發(fā)工具。運用軟件工程的理論對 統(tǒng)進行了需求分析、功能結構分析、流程圖分析、方案設計、模塊設計。運用面向對象的程序設計方法、多種程序設計語言，用 ++開發(fā)工具設計并實現(xiàn)了汽車離合器 統(tǒng)。一汽東光離合器廠已經(jīng)大量應用該系統(tǒng)，實踐證明 統(tǒng)能夠很好的 輔助設計人員設計離合器、能顯著地提高離合器產(chǎn)品的設計能力、大大縮短離合器產(chǎn)品的開發(fā)周期，而且系統(tǒng)具有很高的穩(wěn)定性和可擴充性。 汽車 動離合器接合過程的動力學與控制研究 隨著中國加入 國汽車零部件企業(yè)面臨著越來越大的壓力和挑戰(zhàn)， 全球性的跨國汽車及零部件公司正逐漸地入侵中國這一個世界上最大也是最后一個潛在汽車市場。國內汽車行業(yè)尤其是汽車零部件與跨國公司相比，無論是從規(guī)模、資金實力、研發(fā)能力、還是管理水平上看，都不在一個數(shù)量級上。國內零部件企業(yè)為了生存下去，必須從某個方面有所突破，形成一定的競爭優(yōu)勢。過去，一直在國家關稅政策保護卜生存的中國汽車這一競爭行業(yè)的企業(yè)， 面臨著生存的危機，競爭力弱的很重要的一個原因就是產(chǎn)品開發(fā)速度慢， 水平低。究其原因，有的是開發(fā)手段落后，有的是經(jīng)驗不足，有的是開發(fā)人員素質達不到客觀要求，還有一個重要的原因，就是我們產(chǎn)品開發(fā)的方式的落后。 與液力自動變速器 (無級變速器 (比，機械自動 變速器 ( 的制造成本要低得多，且結構簡單，安裝方便，市場潛力巨大。作為 系統(tǒng)中的一個重要功能模塊，當前自動離合器在技術開發(fā)中存在的主要問題包括 :復雜工況下起步失敗、沖擊劇烈、換檔不平穩(wěn)、摩擦片壽命縮短和響應遲滯過大等。本文圍繞問題的關鍵，即離合器接合過程瞬態(tài)響應作了深入的理論分析和試驗研究· 發(fā) 動機、膜片彈簧、伺服執(zhí)行機構等具有強非線性特性，這給自動離合器系統(tǒng)最佳瞬態(tài)響應的控制設計帶來困難。本文提出以系統(tǒng)綜合的方法來研究 動離合器的非線性動力學與控制。根據(jù)汽車傳動 系 統(tǒng) 動 力 學 原 理 ， 被 控 主 系 統(tǒng) 可 以 分 統(tǒng) 和 傳 動 系 統(tǒng) 。 本 文 首 次 將 穩(wěn) 定 性 理 論 和 參 考 模 型 自 適 應 控 制 結 合 并 應 用 于 發(fā) 動 機 的狀態(tài)監(jiān)測。發(fā)動機監(jiān)測器以精確的轉速預測為前提，通過構建扁平化神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型，并根據(jù)遺忘因子思想改進快速遞推算法，既減少網(wǎng)絡權矩陣的計算量，又充分發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡算法對非線性和非平穩(wěn)系統(tǒng)的自學習能力。比較分析表明，改進算 法可以確保發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)測是可靠和有效的。在建模過程中，膜片彈簧的載荷·變形關系通常作為“黑箱”問題，使得許多精確控制策略無法應用。為此，本文進一步發(fā)展了 ，推導出離合器接合過程中膜片彈簧的載荷·變形非線性數(shù)學模型，解決了“黑箱”的精確建模問題。通過協(xié)調二個子系統(tǒng)的控制量，可以得到一個綜合最優(yōu)動態(tài)響應。系統(tǒng)綜合為直接根據(jù)整車性能設計反饋控制器提供了方便，而且為解決“分層”控制思路帶來的響應延遲和不精確性開辟了一條有效的途徑。 沖 擊 度 和 滑 摩 功 這 兩 個 與 傳 動 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 有 關 的 性 能 指 標 相 互 制約。 本文采用最小值原理進行多目標最優(yōu)控制，首次得到以解析式表達的多目標綜合最優(yōu)軌線。綜合最優(yōu)控制的真實意義在于給出了系統(tǒng)的 最 優(yōu) 性 能 。 為 使 控 制 系 統(tǒng) 不 受 系 統(tǒng) 不 確 定 性 因 素 和 外 界 千 擾 的 影響，設計了魯棒性強的滑?？刂破鳎ＷC系統(tǒng)能夠跟蹤綜合最優(yōu)軌線。數(shù)值仿真表明，當高速開關閥的節(jié)流孔流量系數(shù)、摩擦片的磨損量、摩擦系數(shù)、傳動系的彈性系數(shù)等因素在允許范圍內變化時，滑?？刂破鞯母櫿`差遠低于一般的 制器。 微分幾何理論為非線性動力系統(tǒng)的分析提供了有力的工具。針對這一典型的仿射非線性系統(tǒng)，通過反饋線性化方法構建微分流形，得到原系統(tǒng)的相伴形。仿真和試驗結果表明，該方法能簡化控制系統(tǒng)的設計，對工程應用具有實際意義。在實施非線性控制中，本文首次將∮算子及其在頻域上對應的變換引入到汽車電子控制領域。與常規(guī)的之算子相比，當采樣周期趨于無窮小時，∮算子的數(shù)字迭代格式精度更高，穩(wěn)定性更好。本文以非線性滑?？刂破鳛閷嵗?，從理論和工程應用兩個方面探討了∮算子離散化控制的實現(xiàn)格式、誤差分析、以及穩(wěn)定性。這種方法在高頻采樣系統(tǒng)中具有工業(yè)應用優(yōu)勢，豐富了其新的應用領域。 作為本項工作的重點之一，本文分別對自動離合器系統(tǒng)的虛擬樣機仿真和實車試驗。利 用大型系統(tǒng)動力學分析軟件 發(fā)出自動離合器系統(tǒng)的虛擬樣機模型，通過虛擬試驗分析離合器接合過程瞬態(tài)響應的理論預測結果，為實車試驗所需的液壓執(zhí)行器和計算機控制器的設計提供了可靠而有效的依據(jù)。自動離合器控制器包括傳感器、微處理器及其接口 ;執(zhí)行器為液壓機構。所有試驗都在 X 轎車上實車進行，重點考察小油門、大載荷、高檔位、上坡等高難度工況。試驗結果表明，本文實施的控制策略使自動離合器的接合過程具有良好的動態(tài)特性，對人的主觀意圖、汽車多變的工況和復雜的行駛環(huán)境具有自適應能力，能夠保證發(fā)動機不 熄火，車輛平穩(wěn)起步和換檔，滑磨過程縮短，執(zhí)行機構響應迅速。仿真和實驗結果均表明，本文提出的分析方法和控制技術能夠顯著提高 動離合器的工作性能，為該技術的進一步產(chǎn)品化開發(fā)奠定了基礎。