为提高液压机械传动装置(HMT)模式切换过程稳定性,提出了一种HMT模式切换滚动协调控制方法。该方法通过对HMT模式切换原理分析和切换过程模型建立,制定了基于模型预测控制的模式切换机构转矩和液压调速系统排量比调节的滚动协调控制策略;以减小HMT输出转速误差和车辆冲击度为目标,设计了具有状态约束的滚动协调控制器。仿真和试验结果表明,与未采用滚动协调控制方法相比,该方法可减小模式切换过程输出转矩、转速波动,动载荷降低32.9%,冲击度减小37.31%,模式切换时间减少0.28 s,且排量比调节使得模式切换前后稳定输出转速基本保持一致,对模式切换过程有较好的控制效果,切换品质得到较大提高。研究结果对液压机械传动装置的实际工程应用具有一定的参考价值。

为改善液压机械传动装置(Hydro-Mechanical Transmission,HMT)模式切换品质,提出了一种基于LQR的HMT模式切换品质分阶段优化方法。建立了HMT模式切换过程动力学模型,综合考虑冲击度和滑摩功指标,在转矩切换阶段,运用线性二次型最优控制(Linear Quadratic Regulator,LQR)理论,求解离合器传递转矩最优变化率,并通过控制离合器传递转矩对最优轨迹进行跟踪;调速阶段,在满足冲击度要求下,控制离合器主、从动盘快速同步。仿真与试验结果表明,采用分阶段优化方法时,冲击度降低了24.9%,滑摩功减小了30.3%,模式切换品质得到有效提高。研究结果可为液压机械传动装置的实际工程应用提供一定的理论参考。

液压机械传动(HMT)装置作为一种双功率流传动装置,其参数设计是一个非线性、有约束和多目标参数优化问题。在对车辆液压机械传动装置优化参数、评价目标和约束条件理论分析的基础上,采用Isight-AMESim联合仿真的方法对液压机械传动装置参数进行多目标优化求解,提出了一种基于Isight优化软件中非支配排序遗传算法(NAGA-II)和序列二次规划算法(NLPQL)的工程车液压机械传动装置参数组合优化方法。根据组合优化的思想,选择非支配排序遗传算法进行全局寻优,将优化变量锁定在最优解区域,然后利用序列二次规划算法进行局部最优解的求解。结合实例样车,优化出了工程车液压机械传动装置的参数,优化后的参数可满足设计需求,表明所给出的优化方法可用于工程车液压机械传动装置参数设计。

针对液压机械传动装置(HMT)模式切换时易出现动力中断、冲击度大且切换前后稳定输出转速不一致等问题,提出了一种排量预测及转矩协调控制的模式切换方法。该方法通过建立HMT模式切换数学模型,基于二次型最优控制理论,对切换过程离合器转矩进行了协调控制;根据模式切换前后液压调速系统流量平衡方程,建立了基于所处工况信息(输入转速、负载转矩)的排量预测模型,通过控制变量液压泵排量阶跃调节至预测值,实现了模式切换前后稳定输出转速的基本一致。仿真结果表明:与传统方法相比,该方法可使HMT模式切换过程最大输出转矩损失系数降低29.85%、切换时间减少17.82%、切换冲击度控制在合理范围内,同时,排量调节有效减小了切换前后稳定输出转速的误差,模式切换品质得到明显提高。