Повышение качества переходных процессов в трансмиссии автомобиля


https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-6-509-518

Полный текст:


Аннотация

В статье излагаются результаты экспериментального и теоретического исследования динамических процессов при переходных режимах в трансмиссии транспортного средства на стадии после кинематического выравнивания ведущих и ведомых элементов включаемой передачи. Целью исследования является повышение качества переходных процессов в трансмиссии автомобиля. На основе анализа экспериментальных данных, полученных при испытаниях автомобиля массой три тонны, установлено, что характер динамического нагружения трансмиссии после кинематической стадии переключения (т. е. после окончания синхронизации скоростей ведущих и ведомых элементов в коробке передач) соответствует низшей, одноузловой форме колебаний. Новизна результатов исследования заключается в применении метода перераспределения силового управляющего воздействия при обосновании способа идентификации начальных условий по сигнатурам крутящего момента и его производных. По результатам расчетно-экспериментального исследования установлено, что для низших передач (ниже 4-й) целесообразно применять ZVD-алгоритм (zero vibration derivation) перераспределения управляющего воздействия. Он позволяет достичь лучших характеристик перерегулирования и робастности при удовлетворительном уровне быстродействия. Для более высоких передач рекомендуется использовать алгоритм линейного изменения (линейное увеличение управляющего воздействия) для случаев, когда время достижения «уставки» равно или больше периода одноузловой формы колебаний на включаемой передаче. Применение предложенных алгоритмов позволяет снизить динамическую нагрузку в трансмиссии, а также повысить уровень комфортабельности транспортного средства.


Об авторах

А. Тараторкин
Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук
Россия

Адрес для переписки: Тараторкин Александр – Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук, ул. Комсомольская, 34, 620049, г. Екатеринбург, Российская Федерация. Teл.: +7 906 778-76-98     alexandr.taratorkin@mail.ru



В. Держанский
Курганский государственный университет
Россия
Курган


И. Тараторкин
Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук
Россия
Екатеринбург


Список литературы

1. Fischer R, Küçükay F, Jürgens G, Najork R, Pollak B (2015) The Automotive Transmission Book. https://doi.org/10.1007/978-3-319-05263-2 .

2. Cutforth C. F, Pao L. Y. (2002) Analysis and Design of an Adaptive Input Shaper for the Control of Flexible Structures. Proceedings of the American Control Conference, Anchorage AK, AACC, 1903-1910. https://doi.org/10.1109/acc.2002.1023913

3. Kojima H., Singhose W. (2007) Adaptive Deflection Limiting Control for Slewing Flexible Space Structures. Journal of Guidance, Control and Dynamics, 30 (1), 61-67. https://doi.org/10.2514/1.23668

4. Singer N. C., Seering W. P. (1990) Preshaping Command Inputs to Reduce System Vibration. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 112 (1), 76–82. https://doi.org/10.1115/1.2894142

5. Singhose W. E., Crain E. A., Seering W. P. (1997) Convolved and Simultaneous Two-Mode Input Shapers. IEE Proceedings Control Theory and Applications, 144 (6), 515-520. https://doi.org/10.1049/ip-cta:19971439

6. Taratorkin I., Derzhanskii V., Taratorkin A. (2017) Improving the quality of transient response during automatic control of the turn of a tracked vehicle based on the implementation of structured input shapers. MATEC Web of Conferences, 129, 06029. https://doi.org/10.1051/matecconf/201712906029.

7. Pilbauer D., Michiels W., Vyhl´ıdal T. (2017) Distributed delay input shaper design by optimizing smooth kernel functions. Journal of the Franklin Institute, 354 (13), 5463–5485. https://doi.org/10.1016/j.jfranklin.2017.06.002

8. Kenison M., Singhose W. (2002) Concurrent Design of Input Shaping and Proportional Plus Derivative Feedback Control. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 124 (3), 398-405. https://doi.org/10.1115/1.1486009

9. Kuznetsov A. P., Markov A. V., Shmarlouski A. S., Gavrilik T. V. (2011) Shaping algorithms enabling to reduce vibration of control objects. Doklady Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta informatiki i radioèlektroniki = Doklady BGUIR, 6 (60), 5-12 (in Russian).

10. Jones S., Ulsoy A. G. (1999) An Approach to Control Input Shaping With Application to Coordinate Measuring Machines. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 121 (2), 242–247. https://doi.org/10.1115/1.2802461

11. Seth N., Rattan K., Brandstetter R. (1993) Vibration control of a coordinate measuring machine. The First IEEE Conference on Control Applications, 368–373. https://doi.org/10.1109/cca.1992.269847

12. Fortgang J., Singhose W., Marquez J., Perez J. (2005) Command shaping for micro-mills and CNC controllers. American Control Conference Proceeding, 4531–4536. https://doi.org/10.1109/acc.2005.1470710

13. Li B., Wei Y. (2016) Vibration Suppression of a 3-DOF Parallel Manipulator Based on Single-Mode Input Shaping Combined with PD. Proceedings of the 5th International Conference on Electrical Engineering Automatic Control. Lecture Notes in Electrical Engineering, 367. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 429-437. https://doi.org/10.1007/978-3-662-48768-6_49

14. Homolka P., Hromchık M., Vyhlıdal T. (2017) Input shaping solutions for drones with suspended load: first results. 21st International Conference on Process Control (PC), June 6–9, 2017, Štrbské Pleso, Slovakia. https://doi.org/10.1109/PC.2017.7976184

15. Taratorkin A., Derzhanskii V., Taratorkin I. (2018) Stability of the dynamic shifting process in the vehicle transmission with the input shaper. MATEC Web of Conferences, 211, 02007. https://doi.org/10.1051/matecconf/201821102007.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Тараторкин А., Держанский В., Тараторкин И. Повышение качества переходных процессов в трансмиссии автомобиля. НАУКА и ТЕХНИКА. 2019;18(6):509-518. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-6-509-518

For citation: Taratorkin A., Derzhankii V., Taratorkin I. Increasing the Quality of Transient Processes in the Vehicle Transmission. Science & Technique. 2019;18(6):509-518. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-6-509-518

Просмотров: 66

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)