干式離合器臺架執(zhí)行機構模糊滑?？刂?/h1>
2015-06-09 12:34:00趙治國鄭爭興李學彥
機械與電子 2015年9期 關鍵詞：結構
趙治國，何 露，鄭爭興，李學彥
（同濟大學新能源汽車工程中心，上海 201804）
干式離合器臺架執(zhí)行機構模糊滑模控制
趙治國，何 露，鄭爭興，李學彥
（同濟大學新能源汽車工程中心，上海 201804）
0 引言
由于干式（電動）離合器動作靈敏、響應快且控制精度較高，已被廣泛應用于機械式自動變速器（AMT）和干式雙離合器式自動變速器（DCT）。但由于離合器磨損、執(zhí)行機構存在強非線性以及外界干擾，使得離合器執(zhí)行機構的控制精度難以保證。謝先平等［1］提出了一種專家PID算法，基于專家經(jīng)驗，根據(jù)離合器位置誤差以及位置誤差的變化率不斷修正PID參數(shù)，動態(tài)控制性能也明顯改善；趙永勝、吳光強等［26］以無刷直流電機為離合器執(zhí)行機構，設計了滑模變結構控制器，并分析了控制器對外部擾動的魯棒性，取得了較好的仿真效果，但是這些控制器的控制輸入量包含分離軸承位置信號的三階微分，在實際中實現(xiàn)較為困難。為此，基于五速干式DCT，結合臺架試驗用干式電動離合器，建立了離合器系統(tǒng)動力學模型，進行了硬件在環(huán)仿真試驗。
1 離合器執(zhí)行機構動態(tài)建模
離合器執(zhí)行機構由有刷直流電機、一級齒輪減速機構、螺旋傳動助力機構、膜片彈簧與壓盤組成。電機輸出端經(jīng)過一級齒輪減速到絲杠螺母輸入端，絲杠螺母的螺旋傳動機構將電機的旋轉運動轉換成螺母的直線運動，再由螺母推動推動分離軸承，實現(xiàn)離合器的分離或者結合。離合器執(zhí)行機構如圖1所示。1.1 離合器作動電機建模
圖1 離合器執(zhí)行機構
五速干式DCT的離合器執(zhí)行機構的驅動電機為有刷直流電機，電機的等效電路如圖2所示。
圖2 電樞控制式直流電動機等效電路
根據(jù)基爾霍夫定律以及力矩平衡方程，可得：
Ua為電機的端電壓；Lo為電機電感；Ub為電機感應反電動勢；Kb為反電動勢常數(shù)；ω為離合器電機角轉速度；Imo為折合到電機軸上的等效轉動慣量；bmo為電機轉子阻尼系數(shù)；TL為負載轉矩。
考慮到直流電機的電感很小，忽略其影響，電機的力矩方程可整理成：
δ為執(zhí)行電機輸出端絲杠行程；x為離合器膜片彈簧小端位移；ω為電動機轉速；L為螺桿螺紋導程。
聯(lián)立式（2）和式（3），可得出離合器小端位移x與電機電壓Ua的關系方程：
1.2 電機負載模型
圖3與圖4分別為離合器分離與結合時絲杠螺母的受力分析示意圖。
圖3 離合器分離時螺母受力圖
圖4 離合器接合時螺母受力圖
由于電機輸出端經(jīng)過一級齒輪減速機構傳遞到絲杠螺母上，設齒輪機構的傳動比為i1，則實際電機輸出端的等效負載力矩TL為：
設螺旋助力彈簧的助力為Fa；分離軸承反作用于螺母上的力為Fb對。則螺旋彈簧的作用力與絲杠行程δ的關系：
ks為螺旋彈簧彈性系數(shù)；x0為螺旋彈簧初始安裝壓縮量；x1為離合器徹底分離后壓盤具有最大升程時螺旋彈簧剩余的壓縮量。
再對絲杠螺母進行受力分析［7］：
由于采用常閉式離合器，考慮到助力彈簧始終處于壓縮狀態(tài)，當離合器分離時，螺旋彈簧助力和分離軸承給螺母的力與運動方向相反：
當離合器結合時，螺旋彈簧助力與螺母運動相同，分離軸承施加螺母的力與運動方向相反：
D為螺桿平均直徑；φ為螺桿當量摩擦角；α為螺桿螺紋升角。由于選擇的螺旋傳動具有自鎖特性，故可以保證φ＞α。
2 模糊滑模變結構控制器設計
2.1 滑模變結構控制器
基于前述對離合器執(zhí)行機構的分析可知：
2.2 模糊控制器
滑模變結構控制系統(tǒng)不易受到系統(tǒng)參數(shù)和外部擾動，然而由于外界干擾以及系統(tǒng)建模不精確等原因，一方面導致系統(tǒng)在跟蹤精度上存在一定的誤差，另一方面在進入滑模面后控制量并非嚴格按照滑模曲線滑動，而是沿滑模面抖振。為了解決以上2個問題，通過設計模糊控制器來補償負載建模誤差，同時削弱系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時的抖振，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性與控制精度［8］。模糊滑?？刂葡到y(tǒng)結構如圖5所示。
圖5 模糊滑?？刂葡到y(tǒng)結構
模糊控制器的輸入變量為跟蹤誤差S與跟蹤誤差的變化率˙S，輸出變量為趨近率參數(shù)ε。
2.2.1 輸入語言變量取值和論域
跟蹤誤差S∈｛很?。╒S）、小（S）、中（M）、大（B）、很大（VB）｝，其論域為［0～5］；跟蹤誤差的變化率˙S∈｛很小（VS）、?。⊿）、中（M）、大（B）、很大（VB）｝，其論域為［0～5］。
2.2.2 輸出語言變量取值和論域
趨近率參數(shù)ε∈｛很小（VS）、小（S）、中（M）、大（B）、很大（VB）｝，其論域為［0～120］。
負載轉矩修正量ΔT∈｛很?。╒S）、?。⊿）、中（M）、大（B）、很大（VB）｝，其論域為［0～0.3］。
2.2.3 模糊推理規(guī)則表及輸入輸出間映射關系
上述模糊控制器的輸入和輸出量均采用三角形隸屬函數(shù)，根據(jù)控制經(jīng)驗，當跟蹤誤差S比較大時，系統(tǒng)狀態(tài)遠離滑模面，需要一個大的趨近律參數(shù)ε以加快趨近速度；反之當跟蹤誤差S與跟蹤誤差的變化率˙S都比較小時，則系統(tǒng)狀態(tài)離滑模面較近，且變化趨勢也靠近滑模面，此時需要一個較小的趨近律參數(shù)ε使趨近度變慢以減小抖振?；谏鲜鼋?jīng)驗，模糊推理規(guī)則如表1所示。對于負載轉矩修正量ΔT，同樣可以得到模糊修正關系，如表2所示。
表1 趨近率參數(shù)模糊推理規(guī)則表
表2 負載轉矩修正量模糊推理規(guī)則表
3 仿真結果及分析
為了觀測離合器位置模糊滑模變結構器的跟蹤效果，對干式DCT起步以及換擋過程的離合器分離軸承位置進行跟蹤控制，并與傳統(tǒng)的滑模變結構控制的效果進行了對比，其仿真結果如圖6～13所示。
圖6 起步過程離合器位置模糊滑?？刂?/p>
圖7 起步過程離合器位置滑模變結構控制
圖8 起步過程離合器電機電壓模糊滑?？刂?/p>
圖9 起步過程離合器電機電壓滑模變結構控制
圖10 換擋過程離合器位移模糊滑?？刂?/p>
圖11 換擋過程離合器位移滑模變結構控制
圖12 換擋過程離合器電機電壓模糊滑?？刂?/p>
圖13 換擋過程離合器電機電壓滑模變結構控制
圖6與圖7分別是采用模糊滑模變結構控制以及傳統(tǒng)的變結構控制，對干式DCT起步過程離合器分離軸承位移的跟蹤圖像?？梢钥闯觯捎媚：？刂频膱?zhí)行機構在穩(wěn)態(tài)時的抖振明顯減少，控制效果相比于傳統(tǒng)的變結構控制有較為明顯的提高。同時，在離合器分離軸承運動時，離合器位置跟蹤效果較為理想，誤差在5%以內(nèi)。圖8與圖9是離合器控制電機的電壓變化曲線，可以看出，在整個起步過程中，采用模糊滑模變結構控制的電機電壓總體比較平穩(wěn)。
由圖10～圖13可以看出，采用模糊滑模變結構控制的抖振明顯減少，與此同時，離合器分離軸承位移的跟蹤效果較為理想，誤差在3%內(nèi)。
4 硬件在環(huán)仿真試驗驗證
為了進一步驗證離合器執(zhí)行機構模糊滑模變結構控制的有效性，對其在臺架上進行試驗驗證，臺架試驗的方案如圖14所示。通過將模型自動代碼生成后下載到TCU中，TCU輸出電機電壓來控制離合器電機的正反轉進而控制離合器的接合，離合器位移信號反饋到TCU中實現(xiàn)離合器位移的閉環(huán)控制。
圖14 臺架試驗方案
離合器執(zhí)行機構試驗臺架主要包含2套離合器執(zhí)行機構、3個同步器電機、換擋手柄、加速踏板和制動踏板等，其中，離合器執(zhí)行機構基本采用與實車等效的結構。
基于上述臺架，對干式DCT起步以及換擋過程離合器執(zhí)行機構進行閉環(huán)試驗，其結果如圖15～20所示。
圖15 離合器位置模糊滑模控制階躍信號跟蹤結果
圖16 離合器位置滑模變結構控制階躍信號跟蹤結果
圖17 起步過程離合器位移模糊滑?？刂聘櫧Y果
圖18 起步過程離合器位移滑模變結構控制跟蹤結果
圖19 換擋過程離合器位移模糊滑?？刂聘櫧Y果
從圖15和圖16中可以看出，離合器實際位置與階躍信號的變化趨勢一致，但存在比較明顯的滯后。
由圖17～圖20可以看出，采用模糊滑?？刂频碾x合器執(zhí)行機構的整體跟蹤效果優(yōu)于采用傳統(tǒng)的變結構控制；同時，離合器執(zhí)行機構實際位置基本上能夠較好地跟蹤起步及換擋過程中設定的離合器分離軸承位移的目標曲線，但還是存在著一定的誤差，這主要因為離合器執(zhí)行機構臺架的加工和裝配精度造成的。
試驗結果表明，起步以及換擋過程離合器執(zhí)行機構位置跟蹤的誤差都在8%以內(nèi)，這也說明模糊滑模變結構控制算法能有效減小位置跟蹤誤差，同時減小了穩(wěn)態(tài)過程中的抖振現(xiàn)象，具有良好的魯棒性，可以滿足離合器位置跟蹤控制要求。
5 結束語
建立了臺架試驗用干式離合器執(zhí)行機構動力學模型，為改善電動式離合器位置跟蹤精度和魯棒性，設計了模糊滑模變結構控制器并進行離線和硬件在環(huán)仿真試驗。仿真及試驗結果表明，所設計的模糊滑?？刂破黜憫俣容^快、魯棒性強、跟蹤精度高，同時減小了傳統(tǒng)滑模變結構控制在穩(wěn)態(tài)時的抖振問題，能夠滿足DCT車輛對離合器執(zhí)行機構高性能的要求，具有一定的工程應用價值。
［1］ 謝先平，王旭東，余騰偉，等.自動離合器精確位置跟蹤控制與起步控制研究［J］.中國公路學報，2008，21（4）：117-121.
［2］ 趙永勝，張云清，任衛(wèi)群，等.汽車AMT自動離合器的改進模糊滑?？刂疲跩］.汽車工程，2006，28（8）：750-754.
［3］ 趙永勝，任衛(wèi)群，張云清，等.汽車AMT自動離合器的局部線性化模糊滑?？刂疲跩］.農(nóng)業(yè)機械學報，2007，38（1）：17-21.
［4］ 張德明，吳光強.模糊滑模變結構控制在DCT電控離合器上的應用［J］.汽車技術，2007（10）：1-6.
［5］ Abdelhameed M M.Enhancement of sliding mode controller by fuzzy logic with application to robotic manipulators［J］.Mechatronics，2005，15（4）：439-458.
［6］ Fung R F，Shaw C C，Wang A P.Region-wise linear fuzzy slidingmode control of the motor-mechanism systems［J］.Journal of Sound and Vibration，2000，234（3）：471-489.
［7］ 成大先.機械設計手冊［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2008.
［8］ 劉金琨.滑模變結構控制Matlab仿真［M］.北京：清華大學出版社，2005.
FuzzySlidingModeControlofDryClutchActuatoronTestBench
ZHAOZhiguo，HELu，ZHENGZhengxing，LIXueyan（CleanEnergyAutomotiveEngineeringCenter，TongjiUniversity，Shanghai201804，China）
基于五速干式DCT，搭建了干式離合器臺架執(zhí)行機構，考慮其非線性時變特征，設計了滑模變結構控制器，并利用模糊控制器實時補償負載轉矩同時調(diào)整滑模趨近律參數(shù)，以提高控制精度同時削弱滑模變結構控制穩(wěn)態(tài)的抖振現(xiàn)象。結合雙離合器式自動變速器（DCT）的起步與換擋過程，進行了硬件在環(huán)仿真試驗。
干式離合器臺架模擬機構；模糊滑?？刂?；硬件在環(huán)仿真試驗；雙離合器式自動變速器
Based on five speed dry DCT，a dry clutch actuator is built；and taking into account the nonlinear and time variable characteristics of the clutch actuator，a sliding model controller is designed．And the fuzzy controller is used to compensate the load torque and adjust approaching parameters of the system，so as to improve the control precision and minimize the effects of the vibration phenomenon during the steady state．Then the HIL（hardware in the loop）test is conducted based on starting and shifting process of the DCT（dual clutch transmission）．
dry clutch bench simulation actuator；fuzzy sliding mode control；hardware in the loop test；dual clutch transmission
U463.212
A
10012257（2015）09002705
趙治國（1971－），男，陜西扶風人，教授，博士研究生導師，研究方向為車輛動力學控制、混合動力汽車系統(tǒng)集成控制及新型傳動系統(tǒng)控制等；何 露 （1991－），男，湖南株洲人，碩士研究生，研究方向為雙離合器自動變速器控制，通信作者。
20150515
國家自然科學基金資助項目（51275355）
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趙治國，何 露，鄭爭興，李學彥
（同濟大學新能源汽車工程中心，上海 201804）
干式離合器臺架執(zhí)行機構模糊滑模控制
趙治國，何 露，鄭爭興，李學彥
（同濟大學新能源汽車工程中心，上海 201804）
0 引言
由于干式（電動）離合器動作靈敏、響應快且控制精度較高，已被廣泛應用于機械式自動變速器（AMT）和干式雙離合器式自動變速器（DCT）。但由于離合器磨損、執(zhí)行機構存在強非線性以及外界干擾，使得離合器執(zhí)行機構的控制精度難以保證。謝先平等［1］提出了一種專家PID算法，基于專家經(jīng)驗，根據(jù)離合器位置誤差以及位置誤差的變化率不斷修正PID參數(shù)，動態(tài)控制性能也明顯改善；趙永勝、吳光強等［26］以無刷直流電機為離合器執(zhí)行機構，設計了滑模變結構控制器，并分析了控制器對外部擾動的魯棒性，取得了較好的仿真效果，但是這些控制器的控制輸入量包含分離軸承位置信號的三階微分，在實際中實現(xiàn)較為困難。為此，基于五速干式DCT，結合臺架試驗用干式電動離合器，建立了離合器系統(tǒng)動力學模型，進行了硬件在環(huán)仿真試驗。
1 離合器執(zhí)行機構動態(tài)建模
離合器執(zhí)行機構由有刷直流電機、一級齒輪減速機構、螺旋傳動助力機構、膜片彈簧與壓盤組成。電機輸出端經(jīng)過一級齒輪減速到絲杠螺母輸入端，絲杠螺母的螺旋傳動機構將電機的旋轉運動轉換成螺母的直線運動，再由螺母推動推動分離軸承，實現(xiàn)離合器的分離或者結合。離合器執(zhí)行機構如圖1所示。1.1 離合器作動電機建模
圖1 離合器執(zhí)行機構
五速干式DCT的離合器執(zhí)行機構的驅動電機為有刷直流電機，電機的等效電路如圖2所示。
圖2 電樞控制式直流電動機等效電路
根據(jù)基爾霍夫定律以及力矩平衡方程，可得：
Ua為電機的端電壓；Lo為電機電感；Ub為電機感應反電動勢；Kb為反電動勢常數(shù)；ω為離合器電機角轉速度；Imo為折合到電機軸上的等效轉動慣量；bmo為電機轉子阻尼系數(shù)；TL為負載轉矩。
考慮到直流電機的電感很小，忽略其影響，電機的力矩方程可整理成：
δ為執(zhí)行電機輸出端絲杠行程；x為離合器膜片彈簧小端位移；ω為電動機轉速；L為螺桿螺紋導程。
聯(lián)立式（2）和式（3），可得出離合器小端位移x與電機電壓Ua的關系方程：
1.2 電機負載模型
圖3與圖4分別為離合器分離與結合時絲杠螺母的受力分析示意圖。
圖3 離合器分離時螺母受力圖
圖4 離合器接合時螺母受力圖
由于電機輸出端經(jīng)過一級齒輪減速機構傳遞到絲杠螺母上，設齒輪機構的傳動比為i1，則實際電機輸出端的等效負載力矩TL為：
設螺旋助力彈簧的助力為Fa；分離軸承反作用于螺母上的力為Fb對。則螺旋彈簧的作用力與絲杠行程δ的關系：
ks為螺旋彈簧彈性系數(shù)；x0為螺旋彈簧初始安裝壓縮量；x1為離合器徹底分離后壓盤具有最大升程時螺旋彈簧剩余的壓縮量。
再對絲杠螺母進行受力分析［7］：
由于采用常閉式離合器，考慮到助力彈簧始終處于壓縮狀態(tài)，當離合器分離時，螺旋彈簧助力和分離軸承給螺母的力與運動方向相反：
當離合器結合時，螺旋彈簧助力與螺母運動相同，分離軸承施加螺母的力與運動方向相反：
D為螺桿平均直徑；φ為螺桿當量摩擦角；α為螺桿螺紋升角。由于選擇的螺旋傳動具有自鎖特性，故可以保證φ＞α。
2 模糊滑模變結構控制器設計
2.1 滑模變結構控制器
基于前述對離合器執(zhí)行機構的分析可知：
2.2 模糊控制器
滑模變結構控制系統(tǒng)不易受到系統(tǒng)參數(shù)和外部擾動，然而由于外界干擾以及系統(tǒng)建模不精確等原因，一方面導致系統(tǒng)在跟蹤精度上存在一定的誤差，另一方面在進入滑模面后控制量并非嚴格按照滑模曲線滑動，而是沿滑模面抖振。為了解決以上2個問題，通過設計模糊控制器來補償負載建模誤差，同時削弱系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時的抖振，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性與控制精度［8］。模糊滑?？刂葡到y(tǒng)結構如圖5所示。
圖5 模糊滑?？刂葡到y(tǒng)結構
模糊控制器的輸入變量為跟蹤誤差S與跟蹤誤差的變化率˙S，輸出變量為趨近率參數(shù)ε。
2.2.1 輸入語言變量取值和論域
跟蹤誤差S∈｛很?。╒S）、小（S）、中（M）、大（B）、很大（VB）｝，其論域為［0～5］；跟蹤誤差的變化率˙S∈｛很小（VS）、?。⊿）、中（M）、大（B）、很大（VB）｝，其論域為［0～5］。
2.2.2 輸出語言變量取值和論域
趨近率參數(shù)ε∈｛很小（VS）、小（S）、中（M）、大（B）、很大（VB）｝，其論域為［0～120］。
負載轉矩修正量ΔT∈｛很?。╒S）、?。⊿）、中（M）、大（B）、很大（VB）｝，其論域為［0～0.3］。
2.2.3 模糊推理規(guī)則表及輸入輸出間映射關系
上述模糊控制器的輸入和輸出量均采用三角形隸屬函數(shù)，根據(jù)控制經(jīng)驗，當跟蹤誤差S比較大時，系統(tǒng)狀態(tài)遠離滑模面，需要一個大的趨近律參數(shù)ε以加快趨近速度；反之當跟蹤誤差S與跟蹤誤差的變化率˙S都比較小時，則系統(tǒng)狀態(tài)離滑模面較近，且變化趨勢也靠近滑模面，此時需要一個較小的趨近律參數(shù)ε使趨近度變慢以減小抖振?；谏鲜鼋?jīng)驗，模糊推理規(guī)則如表1所示。對于負載轉矩修正量ΔT，同樣可以得到模糊修正關系，如表2所示。
表1 趨近率參數(shù)模糊推理規(guī)則表
表2 負載轉矩修正量模糊推理規(guī)則表
3 仿真結果及分析
為了觀測離合器位置模糊滑模變結構器的跟蹤效果，對干式DCT起步以及換擋過程的離合器分離軸承位置進行跟蹤控制，并與傳統(tǒng)的滑模變結構控制的效果進行了對比，其仿真結果如圖6～13所示。
圖6 起步過程離合器位置模糊滑?？刂?/p>
圖7 起步過程離合器位置滑模變結構控制
圖8 起步過程離合器電機電壓模糊滑?？刂?/p>
圖9 起步過程離合器電機電壓滑模變結構控制
圖10 換擋過程離合器位移模糊滑?？刂?/p>
圖11 換擋過程離合器位移滑模變結構控制
圖12 換擋過程離合器電機電壓模糊滑?？刂?/p>
圖13 換擋過程離合器電機電壓滑模變結構控制
圖6與圖7分別是采用模糊滑模變結構控制以及傳統(tǒng)的變結構控制，對干式DCT起步過程離合器分離軸承位移的跟蹤圖像?？梢钥闯觯捎媚：？刂频膱?zhí)行機構在穩(wěn)態(tài)時的抖振明顯減少，控制效果相比于傳統(tǒng)的變結構控制有較為明顯的提高。同時，在離合器分離軸承運動時，離合器位置跟蹤效果較為理想，誤差在5%以內(nèi)。圖8與圖9是離合器控制電機的電壓變化曲線，可以看出，在整個起步過程中，采用模糊滑模變結構控制的電機電壓總體比較平穩(wěn)。
由圖10～圖13可以看出，采用模糊滑模變結構控制的抖振明顯減少，與此同時，離合器分離軸承位移的跟蹤效果較為理想，誤差在3%內(nèi)。
4 硬件在環(huán)仿真試驗驗證
為了進一步驗證離合器執(zhí)行機構模糊滑模變結構控制的有效性，對其在臺架上進行試驗驗證，臺架試驗的方案如圖14所示。通過將模型自動代碼生成后下載到TCU中，TCU輸出電機電壓來控制離合器電機的正反轉進而控制離合器的接合，離合器位移信號反饋到TCU中實現(xiàn)離合器位移的閉環(huán)控制。
圖14 臺架試驗方案
離合器執(zhí)行機構試驗臺架主要包含2套離合器執(zhí)行機構、3個同步器電機、換擋手柄、加速踏板和制動踏板等，其中，離合器執(zhí)行機構基本采用與實車等效的結構。
基于上述臺架，對干式DCT起步以及換擋過程離合器執(zhí)行機構進行閉環(huán)試驗，其結果如圖15～20所示。
圖15 離合器位置模糊滑模控制階躍信號跟蹤結果
圖16 離合器位置滑模變結構控制階躍信號跟蹤結果
圖17 起步過程離合器位移模糊滑?？刂聘櫧Y果
圖18 起步過程離合器位移滑模變結構控制跟蹤結果
圖19 換擋過程離合器位移模糊滑?？刂聘櫧Y果
從圖15和圖16中可以看出，離合器實際位置與階躍信號的變化趨勢一致，但存在比較明顯的滯后。
由圖17～圖20可以看出，采用模糊滑?？刂频碾x合器執(zhí)行機構的整體跟蹤效果優(yōu)于采用傳統(tǒng)的變結構控制；同時，離合器執(zhí)行機構實際位置基本上能夠較好地跟蹤起步及換擋過程中設定的離合器分離軸承位移的目標曲線，但還是存在著一定的誤差，這主要因為離合器執(zhí)行機構臺架的加工和裝配精度造成的。
試驗結果表明，起步以及換擋過程離合器執(zhí)行機構位置跟蹤的誤差都在8%以內(nèi)，這也說明模糊滑模變結構控制算法能有效減小位置跟蹤誤差，同時減小了穩(wěn)態(tài)過程中的抖振現(xiàn)象，具有良好的魯棒性，可以滿足離合器位置跟蹤控制要求。
5 結束語
建立了臺架試驗用干式離合器執(zhí)行機構動力學模型，為改善電動式離合器位置跟蹤精度和魯棒性，設計了模糊滑模變結構控制器并進行離線和硬件在環(huán)仿真試驗。仿真及試驗結果表明，所設計的模糊滑?？刂破黜憫俣容^快、魯棒性強、跟蹤精度高，同時減小了傳統(tǒng)滑模變結構控制在穩(wěn)態(tài)時的抖振問題，能夠滿足DCT車輛對離合器執(zhí)行機構高性能的要求，具有一定的工程應用價值。
［1］ 謝先平，王旭東，余騰偉，等.自動離合器精確位置跟蹤控制與起步控制研究［J］.中國公路學報，2008，21（4）：117-121.
［2］ 趙永勝，張云清，任衛(wèi)群，等.汽車AMT自動離合器的改進模糊滑?？刂疲跩］.汽車工程，2006，28（8）：750-754.
［3］ 趙永勝，任衛(wèi)群，張云清，等.汽車AMT自動離合器的局部線性化模糊滑?？刂疲跩］.農(nóng)業(yè)機械學報，2007，38（1）：17-21.
［4］ 張德明，吳光強.模糊滑模變結構控制在DCT電控離合器上的應用［J］.汽車技術，2007（10）：1-6.
［5］ Abdelhameed M M.Enhancement of sliding mode controller by fuzzy logic with application to robotic manipulators［J］.Mechatronics，2005，15（4）：439-458.
［6］ Fung R F，Shaw C C，Wang A P.Region-wise linear fuzzy slidingmode control of the motor-mechanism systems［J］.Journal of Sound and Vibration，2000，234（3）：471-489.
［7］ 成大先.機械設計手冊［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2008.
［8］ 劉金琨.滑模變結構控制Matlab仿真［M］.北京：清華大學出版社，2005.
FuzzySlidingModeControlofDryClutchActuatoronTestBench
ZHAOZhiguo，HELu，ZHENGZhengxing，LIXueyan（CleanEnergyAutomotiveEngineeringCenter，TongjiUniversity，Shanghai201804，China）
基于五速干式DCT，搭建了干式離合器臺架執(zhí)行機構，考慮其非線性時變特征，設計了滑模變結構控制器，并利用模糊控制器實時補償負載轉矩同時調(diào)整滑模趨近律參數(shù)，以提高控制精度同時削弱滑模變結構控制穩(wěn)態(tài)的抖振現(xiàn)象。結合雙離合器式自動變速器（DCT）的起步與換擋過程，進行了硬件在環(huán)仿真試驗。
干式離合器臺架模擬機構；模糊滑?？刂?；硬件在環(huán)仿真試驗；雙離合器式自動變速器
Based on five speed dry DCT，a dry clutch actuator is built；and taking into account the nonlinear and time variable characteristics of the clutch actuator，a sliding model controller is designed．And the fuzzy controller is used to compensate the load torque and adjust approaching parameters of the system，so as to improve the control precision and minimize the effects of the vibration phenomenon during the steady state．Then the HIL（hardware in the loop）test is conducted based on starting and shifting process of the DCT（dual clutch transmission）．
dry clutch bench simulation actuator；fuzzy sliding mode control；hardware in the loop test；dual clutch transmission
U463.212
A
10012257（2015）09002705
趙治國（1971－），男，陜西扶風人，教授，博士研究生導師，研究方向為車輛動力學控制、混合動力汽車系統(tǒng)集成控制及新型傳動系統(tǒng)控制等；何 露 （1991－），男，湖南株洲人，碩士研究生，研究方向為雙離合器自動變速器控制，通信作者。
20150515
國家自然科學基金資助項目（51275355）
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