【正文】 。 3. 電控機(jī)械式無級變速器的模糊控制策略 無級變速傳動是汽車?yán)硐氲膫鲃臃绞?， 使各國研究者和汽車公司研究的重點(diǎn) 。負(fù)大 (NB)—— 在控制區(qū)域內(nèi)靠近下邊界附近 。 發(fā) 動 機(jī) 發(fā)動機(jī) 傳感器 傳動 傳感器 電子控制 壓力傳感器 從動輪 主動輪 液壓缸 駕駛員意圖 顯示 圖 控制系統(tǒng)圖 2023/3/2 38 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 （ 2） 模糊控制算法的實(shí)現(xiàn) ① 模糊控制算法結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)一個(gè)模糊控制器以實(shí)現(xiàn)語言控制 ， 必須解決模糊控制器結(jié)構(gòu)的 3個(gè)方面的問題 :① 精確量的模糊化 ，把語言變量的語言值化為某適當(dāng)論域上的模糊子集； ② 模糊控制算法的設(shè)計(jì) ， 通過一組模糊條件語句構(gòu)成模糊控制規(guī)則 ， 并計(jì)算模糊控制規(guī)則決定的模糊關(guān)系； ③ 輸出信息的模糊判決 ， 并完成由模糊到精確量的轉(zhuǎn)化 。 設(shè)定檔位編碼 Yi(out)=000、 00 0 100， i= 4分別代表 I、 II、 III、 IV檔 。 min2023/3/2 33 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 2. 電控液力機(jī)械式自動變速器人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動變速研究 以裝備有 4D180型液力機(jī)械式自動變速器的 ZL50C裝載機(jī)為參考 ， 分析了一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ ANN） 控制的 ， 可以根據(jù)作業(yè)工況實(shí)現(xiàn)工程車輛液力機(jī)械式自動變速器自動換檔的換檔策略 。 隱含層是對作用函數(shù) （ 徑向基函數(shù) ） 的參數(shù) （ 中心 c， 寬度 δ ） 進(jìn)行調(diào)整 ， 采用非線性化策略；輸出層是對線性權(quán)值 w進(jìn)行調(diào)整 ， 采用線性化策略 。 設(shè)目前車輛運(yùn)行檔位為 (i為1， 2， 3， 4， 5等 )， 當(dāng)采集到輸入?yún)?shù)車速 v、 油門開度 后 ， 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檔位模型將輸出對應(yīng)的最佳檔位 ， 將作為車輛換檔的預(yù)選檔位 。 實(shí)際上 ， 由于人體對水平方向加速度變化的敏感程度 有限 ， 滿足條件 足矣 。汽車變速器的換檔具有重復(fù)性控制的特點(diǎn)，因此，適宜采用迭代自學(xué)習(xí)方法來改善換檔控制的性能，以達(dá)到逼近最佳換檔規(guī)律的目的。 qabqcqdeqf nV2023/3/2 14 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 車 輛 采 集 系 統(tǒng) 車速 檔位 油門 制動器 方向盤 駕駛員意圖 模糊推理 I 模糊推理 II 專家知識 模糊推理 約束條件 檔位 圖 模糊邏輯檔位決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖 2023/3/2 15 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 四 . 智能化檔位決策方法綜述 智能檔位決策主要有兩種：一是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論 ， 二是基于模糊邏輯的綜合能力 。由汽車?yán)碚撝?，汽車的行駛方程式? 或 jwrit FFFFF ???? dt AC)a(fcosM)a(sinMriiT 2DDigigT0ge ?? ???? 由汽車?yán)碚撝l(fā)動機(jī)扭矩 ，可用二次曲線擬合，則 )n(fT ee ? ?riiT T0ge ? 2nnn VAVBC ??（ ） 另外 ， 滾動阻力系數(shù)為： 因此 ， 由汽車行駛方程 （ ） 式得： f=f(V) 2023/3/2 11 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 M1dtdV )n()n( ?? )VAVB[(C 2nnn ?? )]VAVBC( 2fff ??? )]VAVBC()VAVBC[(M1dt dV 2fff21)(n1)(n)1n()1n()1n( ?????? ????? ?（ ） （ ） 最佳動力性換檔應(yīng)該是在同一油門開度下相鄰兩檔加速曲線的交點(diǎn)處換檔，即 )1n(ndtdVdtdV ??（ ） 根據(jù) （ ） 、 （ ） 以及 （ ） 的三式 ， 可得 )VAVBC]([)VAVBC( 2fff)n()1n(2nnn)1n( ?????? ?? ??? ]VAVBC[ 21)(n1)(n1)(n)( ??? ??? ? 上式的解中 為正值，且 之根即為最佳換檔時(shí)刻所對應(yīng)的車速。 為了保證動力性 ， 一般把升檔點(diǎn)設(shè)計(jì)在發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速 ， 而不考慮車輛的功率需求狀況 。所有這些都將大大提高自動換擋的穩(wěn)定性和智能化水平，將成為未來研究的熱點(diǎn) ． 二．自動變速器的基本組成與工作原理 １．基本組成 電子控制自動變速器一般由液力變矩器、行星輪變速器、電子控制系統(tǒng) 3部分組成 。 此后 ， 美國的福特 (FORD)公司 、 法國雷諾(RENAULT)公司 、 意大利的菲亞特 (FIAT)公司都相繼開發(fā)了這種變速器 ， 全自動 AMT已進(jìn)入產(chǎn)品化和實(shí)用化階段 。 發(fā)動機(jī) 發(fā)動機(jī)電腦 節(jié)氣門位置傳感器 車速傳感器 冷卻水溫傳感器 變速器油溫傳感器 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 檔次開關(guān) 制動燈開關(guān) 模式選擇開關(guān) 自動變速閥體 電磁閥 自動變速器電腦 行星齒輪變速器 液力變矩器 圖 電子控制式自動變速器的工作原理 2023/3/2 3 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 （１） 功率流傳遞路線 汽車發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率流通過液力變矩器的一次放大（可達(dá)到 24倍）后，傳給行星輪變速器進(jìn)行有級變速，然后通過輸出軸傳到驅(qū)動橋；其中液力變矩器可在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級變速，根據(jù)汽車的行駛阻力及車速自動調(diào)整負(fù)荷。 2） 發(fā)散型 其降擋延遲的大小隨油門開度增大而增大 ， 特點(diǎn)是：大油門升檔時(shí)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高 ， 接近最大功率點(diǎn) ， 動力性好 ， 換檔延遲大 ， 減少了換檔次數(shù) ， 提高了舒適性 。 同理 ， 可求出其它油門開度及換檔點(diǎn)車速 。 駕 駛 員 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 車速 油門開度 制動程度 轉(zhuǎn)向角度 1 2 3 4 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 檔 位 誤差 圖 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檔位決策原理圖 2023/3/2 16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 在實(shí)際工程應(yīng)用方面，三菱汽車公司率先應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邏輯電路成功開發(fā)了能最優(yōu)選擇變速檔位的ＩＮＶＥＣＳ Ⅱ 型軟件系統(tǒng) .該系統(tǒng)增加了坡道、彎道以及制動器操作等信息，可以對上坡、下坡、彎曲路段進(jìn)行檢測，以適應(yīng)各種路況的變化。凡是不在交點(diǎn)上的換檔點(diǎn)均為存在動力損失的非最佳換檔點(diǎn)，有 ，而自學(xué)習(xí)的目標(biāo)是 。 ? ?i1i( k)i1)(ki aavv ?? ? ?狀態(tài)特 征識別 查詢環(huán)節(jié) 換檔決策 控制環(huán)節(jié) AMT車輛 知識庫 學(xué)習(xí)環(huán)節(jié) 監(jiān)督環(huán)節(jié) 傳感器 aV dtdVa/?a自學(xué)習(xí)控制器 圖 AMT最佳換檔自學(xué)習(xí)控制器 2023/3/2 22 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 （ 2）車輛檔位模糊 —— 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)決策研究 ① 車輛檔位模糊 —— 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)決策方法 如 上圖 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檔位決策的方法，其特點(diǎn)是采用蘊(yùn)藏了優(yōu)秀駕駛員換檔經(jīng)驗(yàn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檔位模型和對駕駛意圖進(jìn)行模糊推理，綜合選擇最適合的車輛檔位。 一般在良好路面下 ， 駕駛員總是使油門踏板開度保持在一定的大小 ， 只在較小范圍變化；只有當(dāng)車輛拐彎或運(yùn)行在起伏路面時(shí) ， 駕駛員確定需要車輛減速 、 加速時(shí) ， 油門才有較劇烈的變化 。 2023/3/2 29 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 2） 自組織學(xué)習(xí)選取 RBF中心 ：此時(shí) RBF的中心不固定 ， 隱單元數(shù)目比訓(xùn)練樣本數(shù)目少的多 。 效率η/% 0 400 800 1200 1600 2023 20 40 60 80 I II III IV 0 2023/3/2 34 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 輸出轉(zhuǎn)矩/kN.m 1 2 3 4 I II III IV 0 0 480 800 1200 1600 2023 液力機(jī)械變速器輸出轉(zhuǎn)速 / 1min??r圖 4D180型液力機(jī)械式變速器輸出轉(zhuǎn)速 / 1min??r（ 2） 控制原理 在不同的油門開度下將相鄰兩檔的換檔點(diǎn)連結(jié)起來形成換檔線 ， 這樣有 3條換檔線將整個(gè)工作區(qū)分為 4個(gè)檔位區(qū) ， 當(dāng)工作點(diǎn)通過該線時(shí) ， 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)換檔 。 金屬帶式無級變速器的出現(xiàn)和電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用 ， 使得轎車無級變速迅速發(fā)展 。零 (ZE)—— 在控制區(qū)域中心左右 。 ② 控制系統(tǒng)原理 控制系統(tǒng)原理見下圖 。 閾值的調(diào)整具有和權(quán)值類似的形式 。 （ 5） 更新矩陣 P (n)K(n)e1)(nW)n(W jTjTj ?? )n(1)Z(nW)n(y)n(y)n(yn(e Tjdjjdjj ????)n(ydj ? ? ?/)1n(PZ(n)K(n)1)P(n)n(P ????（ 6）誤差評價(jià)函數(shù) E(n)， 如果 E 轉(zhuǎn)（ 3）繼續(xù)計(jì)算，否則迭代結(jié)束。 RBF網(wǎng)絡(luò)的輸出層和隱含層所完成的任務(wù)各不相同 ， 因此它們的學(xué)習(xí)策略也不相同 。 網(wǎng)絡(luò)的輸入信號采用與訓(xùn)練是相同的歸一化處理 ， 網(wǎng)絡(luò)輸出值 ， ， ， 中最大值對應(yīng)的檔位最佳檔位 。 否則 ， 令 1i? ai1ia aae ??? ?? ?)k(i)k(i(k)i v, ? ? ?i1ia( k )i1ki aaLaa ?? ??）（ ? ?i1iaii(k)i1)(ki aaLa dt/davv ?? ??? ? ?i1i)k(i)1k(i aa ?? ?? ???（ ） 這就是對最佳動力換檔點(diǎn)的第ｋ +1次學(xué)習(xí)值 ， 加以記憶 ， 作為下一次換檔點(diǎn)參數(shù)的預(yù)測值 ， 迭代初始 值為 ， 自學(xué)習(xí)的目標(biāo)是使 。這種算法的應(yīng)用前提是控制過程必須具有重復(fù)性。 因此，這種方法在解決傳統(tǒng)換檔規(guī)律存在的問題時(shí)也喪失了傳統(tǒng)換檔規(guī)律的一些優(yōu)勢 。 （３）動態(tài)三參數(shù)換擋