Sinteza sustava upravljanja uzlaznom promjenom stupnja prijenosa automatskog mjenjača

diplomski rad

• Naslov (engleski): Design of an automatic transmission upshift control system
• Autor: Martin Bencek
• Mentor: Joško Deur (mentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet strojarstva i brodogradnje; Zagreb
• Datum i država obrane: 2021-07-14, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Strojarstvo

Sažetak

Promjenu stupnja prijenosa kod automatskog mjenjača s planetarnim prijenosnicima obavlja podređena razina upravljanja, te se najčešće temelji na upravljanju u otvorenoj petlji. U ovom je radu predstavljena podređena razina upravljanja uzlaznom promjenom stupnja prijenosa zasnovana na linearnom kvadratičnom regulatoru (LQR) u inercijskoj fazi. LQR je dizajniran s ciljem slijeđenja referentne trajektorije brzine klizanja uključne spojke, uz minimiziranje disipacije energije u spojkama i promjene momenta izlaznog vratila transmisije, gdje su upravljačke varijable momenti uključne i isključne spojke te moment motora s unutarnjim izgaranjem. Sinteza je temeljena na reduciranom modelu pogona vozila te zahtijeva lako dostupne brzine vratila mjenjača u povratnoj vezi. LQR upravljanje u zatvorenoj petlji uspoređeno je s više-kriterijski optimiranim upravljanjem u otvorenoj petlji, koje se zasniva na primjeni po dijelovima linearnih upravljačkih profila. U momentnoj fazi koristi se upravljanje u otvorenoj petlji koje je dodatno prošireno s upravljanjem momentom motora s unutarnjim izgaranjem u svrhu kompenzacije propada momenta na izlaznom vratilu transmisije. Sinteza upravljanja u otvorenoj i zatvorenoj petlji provedena je za slučaj otvorenog i zatvorenog pretvarača momenta. Provedena je detaljna analiza predloženih upravljačkih sustava za vrijeme momentne i inercijske faze te su prikazani simulacijski rezultati promjene stupnja prijenosa iz prve u treću brzinu. Na kraju rada, predstavljena je mogućnost kompenzacije dinamike aktuatora spojki proširivanjem reduciranog modela pogona vozila s modelom dinamike aktuatora.

Sažetak (engleski)

Gear change in an automatic transmission with planetary gears is performed by low-level control and is most often based on open-loop control. In this paper, a low-level control based on a linear quadratic regulator (LQR) in the inertia phase is presented. The LQR is designed to follow the oncoming clutch slip speed reference, while minimizing clutch energy dissipation and output shaft torque change. Control inputs are oncoming and off-going clutch torque and internal combustion engine torque. The synthesis is based on a reduced-order vehicle powertrain model and requires readily available transmission shaft speeds feedback. Closed-loop LQR control is compared to multi-objective optimal open-loop control, which is based on the application of piecewise linear control profiles. In the torque phase, open loop control is used which is further expanded with internal combustion engine torque control to compensate for the transmission output shaft torque reduction. The synthesis of open and closed loop control is performed for the case of open and closed torque converter. Proposed control systems during the torque and inertia phases are analyzed in simulation for the first to third gear change. Finally, clutch actuator dynamics compensation is performed by expanding the reduced vehicle powertrain model with actuator dynamics model.

• Ključne riječi: automatska transmisija; promjena stupnja prijenosa; modeliranje pogona vozila; optimalno upravljanje; linearni kvadratični regulator
• Ključne riječi (engleski): automatic transmission; gear change; vehicle powertrain model; optimal control; linear quadratic regulator
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:651446
• Studijski program: Naziv: Strojarstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (mag. ing. mech.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2021-07-08 12:22:23