理论教育 汽车电液技术-汽车电液技术

汽车电液技术-汽车电液技术

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:当车辆动力机构的参数一旦确定,就作为电液系统控制部分的被控对象,进行控制器的优化设计。同时就汽车这样的机电液一体化的复杂系统的技术指标来说,以不同的性能指标作为寻优目标函数,也可能得到不同的结果,这些结果有时甚至是相互矛盾的。根据汽车电液系统全局优化的指导思想,要对寻优结果进行综合分析。

汽车电液技术-汽车电液技术

汽车电液系统的全局优化可以概括为:功能设计把握整体、性能指标统筹兼顾和寻优结果综合分析。

1.功能设计把握整体

传统的伺服系统优化问题,主要是控制器的设计问题。但是动力部分的参数对系统性能的影响也是很大的。因此不仅希望动力部分实现稳态最优匹配,同时希望实现动态最优匹配。如果动力部分参数可以达到动态最优匹配,那么只需加单位负反馈就可以得到最优系统。即使这一目标不能完全达到,只要动力部分设计合理,控制部分的设计就会较容易实现,并可以得到更好的效果。

汽车电液系统的工作参数是由系统所完成的工作条件确定的,如执行元件输出力和速度组成的负载特性。当系统的工作参数已知后,可以对动力元件的参数进行稳态优化,以便确定系统工作压力液压马达排量,液压缸有效作用面积及节流阀比例阀和伺服阀的通径等。同时对动力机构参数进行动态性能寻优。稳态优化时所涉及的一些参数对系统动态性能均有影响,所以在应用不同目标函数寻优时,应该相互协调。当车辆动力机构的参数一旦确定,就作为电液系统控制部分的被控对象,进行控制器的优化设计。在完成控制器的优化设计之后,即可构造优化的汽车电液系统。

2.性能指标统筹兼顾

一个好的汽车电液控制系统,不仅是要求技术性能好,同时对经济性、可靠性、表现质量和维护性能等综合水平也是有很高要求的。

同时就汽车这样的机电液一体化的复杂系统的技术指标来说,以不同的性能指标作为寻优目标函数,也可能得到不同的结果,这些结果有时甚至是相互矛盾的。为全面衡量系统的性能,就出现一些综合性的指标:如二次型目标泛函、时间和能量的综合指标等。这实际上是在相互矛盾的问题上寻找折中,综合指标中各分项的比重由加权矩阵决定,为了避免确定加权矩阵元素的随意性,常常加入一些约束条件,如限制控制信号,限制动态指标等。这种做法也可以推广到其他类似的场合。(www.daowen.com)

如动力部分的抗干扰性能和控制性能的参数优化问题所涉及的参数虽然是可变的,但又不能像设计变量那样由设计者任意选定。所以应该用校正环节使以上二式得以兼顾。

采用动态负反馈的校正方法的目的是在中、高频段达到动态最优匹配,同时还可以采用压力正反馈以提高系统抗干扰能力。动态正反馈可以采用滞后校正,使其只在低频段起作用,这样可以使控制性能和抗干扰性能得到兼顾。

3.寻优结果综合分析

不同的目标函数可以得到不同的寻优结果,对于同一个设计变量会有不同的要求。根据汽车电液系统全局优化的指导思想,要对寻优结果进行综合分析。例如液压系统一个重要的设计变量是液压缸活塞有效作用面积A,在寻求最优工作压力或最优速度的不同问题中,就会得出不同的寻优结果。

如果在负载轨迹确定的条件下,以最大功率点相切为原则进行设计,可以使控制阀—液压缸输出特性曲线的对应稳态刚度较好,从节能的角度也接近于最优。对寻优结果的综合分析,不仅可以深化对问题的认识,还可以得出解决问题的新思路

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