汽車自動變速系統(tǒng)智能控制方法研究

童玉正安徽蚌埠鐵龍汽車維修有限公司

汽車自動變速系統(tǒng)智能控制方法研究

童玉正
安徽蚌埠鐵龍汽車維修有限公司

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，汽車已成為我們?nèi)粘Ｉ钪兄匾慕煌üぞ?，怎樣改進(jìn)、優(yōu)化汽車已成為我們共同關(guān)注的話題，也是人們對汽車行業(yè)提出的要求。汽車自動變速系統(tǒng)智能控制便是現(xiàn)代汽車發(fā)展中重要的技術(shù)之一，自動變速智能控制系統(tǒng)是汽車智能化的標(biāo)志。將智能控制技術(shù)與汽車的自動變速控制系統(tǒng)相結(jié)合是提高汽車控制性和靈活性的重要舉措。筆者針對汽車自動變速系統(tǒng)智能控制技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的研究。

關(guān)鍵詞：自動變速；智能控制；人工控制

引言

在近幾年來，信息技術(shù)快速發(fā)展，信心技術(shù)的發(fā)展帶動了自動化的發(fā)展，自動化應(yīng)用在各個領(lǐng)域，尤其是汽車上有許多系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化。人工控制的自動化相較于傳統(tǒng)控制方法具有邏輯清晰、策略靈活、工作精準(zhǔn)、反應(yīng)快捷等優(yōu)點，人工控制智能化的優(yōu)勢是傳統(tǒng)方法所不能比擬的。因此，自動控制領(lǐng)域的許多專家學(xué)者把模擬人類大腦運作的智能化控制看做自己不斷研究的目標(biāo)。

一、汽車自動變速系統(tǒng)智能控制的研究現(xiàn)狀

就目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，汽車自動變速器主要有電控液力機(jī)械式自動變速器AT、連續(xù)可變傳動比自動變速器CVT和電控機(jī)械式自動變速器AMT三種類型。自微型計算機(jī)從上世紀(jì)80年代開始發(fā)展以來，許多自動變速器開始嘗試著使用微機(jī)控制，從而減小傳統(tǒng)控制中出現(xiàn)的誤差，提高控制性能。微機(jī)技術(shù)的發(fā)展不僅僅推動了自動化的發(fā)揮，同時還影響了傳統(tǒng)手動變速器的發(fā)展。

我國是吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院最早對電控機(jī)械式自動變速器進(jìn)行研究的單位，該學(xué)院于1985年著手于電控機(jī)械式自動變速器AMT的研究，在1989年的時候，該學(xué)院成功將電控機(jī)械式自動變速器AMT應(yīng)用于汽車上，并進(jìn)行了相應(yīng)的實驗，從而獲得了初步的研究成果。在此之后，逐漸開始出現(xiàn)研究汽車智能化控制的公司，如1991年重慶歐翔汽車電子有限公司開始著手于電控機(jī)械式自動變速器AMT的研究，并于1998年在國產(chǎn)紅旗轎車上進(jìn)行了成功的試驗。此時的國外，電控機(jī)械式自動變速器AMT經(jīng)過多年的研究后已經(jīng)能夠正式進(jìn)入使用階段，如德國生產(chǎn)的BMW-M3和瑞典生產(chǎn)的SAAB轎車等。

二、智能控制相關(guān)理論

1、智能控制的基本概念

雖然智能化控制技術(shù)成為許多專家學(xué)者研究的重點，但是智能控制技術(shù)至今沒有一個統(tǒng)一的概念，也沒有一個確切的系統(tǒng)描述，本文展示了大多數(shù)學(xué)者認(rèn)可的關(guān)于智能控制的基本概念：

（1）智能控制具有一定的適用范圍，其使用對象應(yīng)是一個不確定模型，且控制較為復(fù)雜；

（2）智能控制是模擬人類大腦運轉(zhuǎn)的，必須具備人類的環(huán)境感知能力、學(xué)習(xí)能力、適應(yīng)能力、聯(lián)想能力及記憶能力等，同時應(yīng)該具有計算機(jī)嚴(yán)密的邏輯思維能力和推理能力，能夠?qū)?fù)雜困難的任務(wù)進(jìn)行分析、組織和協(xié)調(diào)；

（3）智能控制不是一門與其他知識無關(guān)的學(xué)科，它恰恰是一種可以應(yīng)用在多方面、多領(lǐng)域的學(xué)科，是可以促進(jìn)各類學(xué)科相互交流的交叉學(xué)科。

2、智能控制的體系結(jié)構(gòu)

智能控制不是理論上的空談，它是技術(shù)與理論相結(jié)合的應(yīng)用型技術(shù)，是能夠直接作用在實際對象上的實用型技術(shù)。在本文的研究中，給出了智能控制技術(shù)體系結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，如下所示：

智能控制技術(shù)體系并不只是上圖中那么簡單，它是一個具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)體系，隨著知識和技術(shù)的不斷更新，新的智能控制技術(shù)會不斷涌現(xiàn)，智能控制技術(shù)體系結(jié)構(gòu)也將會不斷壯大。

三、智能控制中存在的問題

1、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性

在智能控制技術(shù)發(fā)展的過程中遇到了許多的問題，其中穩(wěn)定性分析是智能控制技術(shù)發(fā)展中遇到的一個難題，也是眾多專家學(xué)者較為關(guān)注的問題之一。在一個工程系統(tǒng)中，穩(wěn)定性是其最基本、最重要的一個要求，穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo)會嚴(yán)重影響工程體系的質(zhì)量。對于穩(wěn)定性的分析，人們習(xí)慣采用Lyapunov直接分析法來分析，直接分析法對建立數(shù)學(xué)模型不是非常依賴，其關(guān)鍵在于找到系統(tǒng)中客觀存在的一個標(biāo)量函數(shù)V（x，t），但是往往尋找標(biāo)量函數(shù)是非常困難的。在智能控制系統(tǒng)中，被控制的對象非常復(fù)雜，一般不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行建模，且多為非線性、參數(shù)多變的，要分析出其穩(wěn)定性是非常困難的。但是在人工控制的過程中，控制著可以將系統(tǒng)輸出額度不穩(wěn)定性特征進(jìn)行收集，并做出相應(yīng)的預(yù)測判斷，采取有效措施將可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定性扼殺在搖籃里，以此來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2、學(xué)習(xí)控制的收斂性

在學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)的過程中，其收斂性是影響學(xué)習(xí)控制的主要因素，在學(xué)習(xí)算法不收斂的情況下，學(xué)習(xí)控制幾乎不可能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。如下圖所示：將學(xué)習(xí)控制的過程作圖為三維的坐標(biāo)，其中k軸為學(xué)習(xí)軸，下圖即為時間軸連續(xù)與學(xué)習(xí)軸離散的綜合過程，每次發(fā)生離散事件必是沿時間控制，由此，據(jù)收斂性可得，在最終一次沿時間軸連續(xù)即最后一次離散事件中都有e(t)=0，t∈[0,T]。

圖2　學(xué)習(xí)控制的誤差變化過程

四、本文所研究智能控制的方法

所有智能化控制的出發(fā)點都是模擬人類控制的某種行為，每種智能化控制都具有自己的特色。所以，在實際使用智能化控制中，模擬人類的哪些控制特征是根據(jù)被控制對象的特點、屬性及控制目標(biāo)和要求來制定的。筆者希望能夠?qū)⑵囎兯傧到y(tǒng)與智能化控制更好的相結(jié)合，為車輛自動變速的研究提供幫助，以促進(jìn)AMT車輛的變速自動控制的發(fā)展，使其具有更高的性能，使人們能夠更加滿意。不同于實驗，汽車在實際行駛過程中會遇到各種各樣的環(huán)境，而汽車自動變速系統(tǒng)依賴于外界的環(huán)境和汽車本身的狀態(tài)，所以，在實際操作中要根據(jù)汽車運行的具體條件對控制性能進(jìn)行不同的改進(jìn)。

五、結(jié)語

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車上使用的電子技術(shù)越來越多，自動化變速技術(shù)也受到了廣泛的重視，將汽車變速系統(tǒng)與自動化智能控制相結(jié)合符合時代發(fā)展的需要，符合人們對汽車發(fā)展的要求。對電控機(jī)械式自動變速器AMT進(jìn)行研究不僅能夠促進(jìn)自動化控制技術(shù)的發(fā)展，還能夠促進(jìn)我國汽車行業(yè)的發(fā)展，有效提高汽車的性能、實用性和汽車的使用價值。由此可見，研究汽車自動化變速系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)對于新時代汽車行業(yè)發(fā)展的必要性。

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作者簡介：童玉正，男，汽車維修高級技師、工程師，本科，研究方向：轎車自動變速器、電控發(fā)動機(jī)。