CN115163696B - 一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法、装置及其*** - Google Patents
一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法、装置及其*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN115163696B CN115163696B CN202210749216.2A CN202210749216A CN115163696B CN 115163696 B CN115163696 B CN 115163696B CN 202210749216 A CN202210749216 A CN 202210749216A CN 115163696 B CN115163696 B CN 115163696B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sliding mode
- control
- uncertain
- item
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000012850 discrimination method Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 16
- 238000013461 design Methods 0.000 description 11
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 230000036461 convulsion Effects 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D48/00—External control of clutches
- F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
- F16D48/064—Control of electrically or electromagnetically actuated clutches
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D48/00—External control of clutches
- F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
- F16D48/066—Control of fluid pressure, e.g. using an accumulator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D48/00—External control of clutches
- F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
- F16D48/10—Preventing unintentional or unsafe engagement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/10—System to be controlled
- F16D2500/104—Clutch
- F16D2500/10443—Clutch type
- F16D2500/1045—Friction clutch
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/70—Details about the implementation of the control system
- F16D2500/702—Look-up tables
- F16D2500/70205—Clutch actuator
- F16D2500/70217—Pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
- F16D2500/70—Details about the implementation of the control system
- F16D2500/706—Strategy of control
- F16D2500/7061—Feed-back
- F16D2500/70626—PID control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
Abstract
本发明公开了一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法、装置及其***。方法包括：根据离合器充液阶段的参考压力与实际压力的差值构建压力跟踪误差的滑模面函数；基于等效控制对所述滑模面函数进行处理获得具有不确定干扰控制项和活塞运动参数项的滑模控制器；其中，不确定干扰控制项包括电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动不确定项；根据所述不确定干扰控制项构建具有可调增益系数的切换控制函数，并设定可调增益系数的边界范围；根据所述滑模控制器进行稳定性分析。本发明提供技术方案，实现决离合器充液阶段消除摩擦片间隙的精准控制。
Description
技术领域
本发明实施例涉及离合控制技术领域，尤其涉及一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法、装置及其***。
背景技术
液力机械动力传动形式的推土机作为一种常见的土方工程机械设备，其作业过程中挡位切换频繁，根据其离合器接合过程的特点，对存在唯一活塞运动过程的充液阶段的控制有着较高要求。随着精细化、微观控制能更好地展现企业产品的技术水平，集合了机、电、液和控制算法一体化结合的离合器活塞运动控制方法，对提高离合器接合的精准性和换挡平顺性有重要的工程应用价值。
目前现有的技术通过开式或压力开关反馈的方法对离合器活塞运动控制，存在不确定的压力和运动行程偏差，不能有效地获得活塞位移及速度等参数数值，影响故障诊断和离合器摩擦片之间热管理控制及数据分析，控制方法存在不足。
发明内容
本发明提供一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法、装置及其***，考虑比例电磁溢流阀电磁力特性、主阀芯控制的压力和流量不确定性，实现决离合器充液阶段消除摩擦片间隙的精准控制。
第一方面，本发明提供一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法，包括：
根据离合器充液阶段的参考压力与实际压力的差值构建压力跟踪误差的滑模面函数；
基于等效控制对所述滑模面函数进行处理获得具有不确定干扰控制项和活塞运动参数项的滑模控制器；其中，不确定干扰控制项包括电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动不确定项；
根据所述不确定干扰控制项构建具有可调增益系数的切换控制函数，并设定可调增益系数的边界范围；
根据所述滑模控制器进行稳定性分析。
可选的，在根据所述滑模控制器进行稳定性分析之后，还包括：
根据所述活塞运动参数项建立非线性状态观测器；
根据所述非线性状态观测器获得观测可调节增益系数边界。
第二方面，本发明提供一种液压离合器活塞运动的滑模控制装置，包括：
滑模面函数模块，用于根据离合器充液阶段的参考压力与实际压力的差值构建压力跟踪误差的滑模面函数；
处理模块，用于基于等效控制对所述滑模面函数进行处理获得具有不确定干扰控制项和活塞运动参数项的滑模控制器；其中，不确定干扰控制项包括电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动不确定项；
切换控制模块，用于根据所述不确定干扰控制项构建具有可调增益系数的切换控制函数，并设定可调增益系数的边界范围；
稳定性分析模块，用于根据所述滑模控制器进行稳定性分析。
可选的，所述的液压离合器活塞运动的滑模控制装置，还包括：
状态观测模块，用于根据所述活塞运动参数项建立非线性状态观测器；
所述非线性状态观测器，用于获得观测可调节增益系数边界。
第三方面，本发明提供一种液压离合器活塞运动的滑模控制***，包括：指令信号接收模块、数据采集模块、执行模块和数据处理模块；其中，数据处理模块包括本发明实施例任意所述的液压离合器活塞运动的滑模控制装置；
所述指令信号接收模块用于接收离合器离合请求；
所述数据采集模块分别与所述执行模块连接，所述数据采集模块用于根据离合请求采集执行模块的数据；其中，所述数据包括离合器充液阶段的参考压力与实际压力；
所述数据处理模块与所述数据采集模块；所述数据处理模块用于滑模控制器设计和消除不确定项干扰控制，并输出活塞运动参数；
所述执行模块与所述数据处理模块连接；所述执行模块用于根据数据处理模块输出的所述活塞运动参数控制活塞的运动状态。
可选的，数据处理模块还包括状态观测单元，用于根据非线性状态观测器估计离合器活塞的位移和速度参数。
本发明实施例提供的技术方案，基于推土机离合器接合充液阶段活塞运动过程要求平稳性、精准性等综合因素角度，将电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动、主阀芯压力和主阀芯流量等参数作为不确定干扰控制项，通过设计滑膜控制方法，实现离合器活塞运动精准控制，消除了挡位切换阶段中延迟或出现顿挫感的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法的流程示意图。
图2为本发明实施例提供的一种液压离合器活塞运动的滑模控制装置的结构示意图。
图3为一种液压离合器活塞运动的滑模控制***的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法的流程示意图，该方法可以由滑模控制装置来执行，该装置可采用硬件和/或软件的方式来实现。该方法具体包括如下步骤：
S110、根据离合器充液阶段的参考压力与实际压力的差值构建压力跟踪误差的滑模面函数；
具体的，液力机械动力传动形式的推土机作为一种常见的土方工程机械设备，其作业过程中挡位切换频繁，根据其离合器接合过程的特点，对存在唯一活塞运动过程的离合器充液阶段的控制有着较高要求。
针对离合器液压控制***特点，诸如频率响应法、根轨迹法或者PID控制等控制方法一般都先对***进行线性化处理后再设计控制算法，在实际工程中难以取得理想的控制效果。而滑模控制具有对非线性***的参数摄动和外部扰动不敏感的特点及优势，自适应控制能够调整滑模控制器的控制参数以加快滑模趋近速度和减小滑模抖振。
设计滑模控制器时，设计滑模控制律使离合器的实际压力渐近趋近于期望压力，获取离合器腔充液参考压力与实际压力的差值，定义误差变量为离合器腔充液参考压力与实际压力的差值，根据所述离合器腔充液参考压力与实际压力的差值构建误差方程e，根据误差方程e求导获取差值的微分方程e’。其中，微分方程e’将包括不确定干扰控制项在内的扰动参数。根据误差方程e及微分方程e’构建压力跟踪误差***滑模面函数s。
S120、基于等效控制对所述滑模面函数进行处理获得具有不确定干扰控制项和活塞运动参数项的滑模控制器；其中，不确定干扰控制项包括电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动不确定项；
具体的，滑模面函数选取完成后，基于等效控制，根据滑模面函数获得微分方程e’、不确定干扰控制项和活塞运动参数的滑模控制器，其中，等效控制是***在滑动模态区内滑模面函数的微分函数等于零时的解。将等效控制带入到滑膜控制器，利用不确定干扰控制项抵消***不确定项的影响，从而构造新的滑动模态，滑动模态的渐进稳定性和动态品质取决于切换函数及其参数的选择。
不确定干扰控制项是受控的离合器液压控制***带来的，离合器液压控制阀通常采用电磁阀比例溢流阀，电磁阀比例溢流阀具有进油口、出油口和泄油口，电磁阀比例溢流阀是通过控制流过电磁阀线圈的电流信号大小，来连续调节阀芯所受的电磁力大小，实现电磁阀进油口、出油口和卸油口间的不同连通关系，实现相应的功能。电磁阀比例溢流阀的出油口压力取决于阀芯位置，而阀芯位置主要由电磁力、压力和流量压力影响。因此根据应用的电磁阀比例溢流阀构建电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动模型、主阀芯压力动力学模型不确定性模型和流量动力学模型不确定性模型。将电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动模型、主阀芯压力动力学模型不确定性模型和流量动力学模型不确定性模型中对应的电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动、主阀芯压力和主阀芯流量等参数作为不确定干扰控制项。其中，电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动不确定项的获得过程包括：根据电磁阀比例溢流阀模型定义电磁力评价指标，一是电磁力大小偏离度指标，电磁力大小偏离度指标为实际数值与目标期望值偏离程度，二是电磁力工作位置附近的水平平稳程度，电磁力工作位置附近的水平平稳程度为概率归一化量度的变异系数表征电磁力数值分布离散程度；将不同电流、温度范围下电磁力水平特性中偏离度和变异系数中最大值对应值作为模型不确定边界。所述电液阀不确定性模型包括电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动模型、主阀芯压力动力学模型不确定性模型和流量动力学模型不确定性模型。
S130、根据不确定干扰控制项构建具有可调增益系数的切换控制函数，并设定可调增益系数的边界范围；
具体的，通常滑模控制的变结构控制策略主要体现在***控制信号的不连续，即***的控制呈现出随时间变化的开关特性。控制律通过开关法则进行切换，按一定的算法在切换函数之间切换，此时，***会呈现出不同的闭环结构。当***轨迹离开滑动平面时，这种结构切换控制总会将其状态轨迹渐近地往滑动平面上带回，呈现稳定的收敛效果。因此针对不确定干扰控制项设计切换函数，构建具有可调增益系数的切换控制函数，并设定可调增益系数的边界范围，定义可调增益系数的自适应偏差，并构建包含滑模面函数的自适应律以提高***响应速率。其中，自适应律的设计是针对可调增益系数，考虑可调增益系数在滑模不同阶段中的需求，设计可调增益系数的自适应偏差。为了使自适应律变化过程更加平滑，采用饱和函数代替符号函数。
S140、根据所述滑模控制器进行稳定性分析。
具体的，建立滑模面函数和自适应偏差的李雅普诺夫函数，进行稳定性判定分析。自适应滑模控制器设计完成后，进行稳定性分析是必要的。滑模控制的***轨迹运动过程包括趋近运动阶段和滑动模态阶段，只有保证两个阶段中***均是稳定性的，***的可靠性也才能得到保障。滑模控制的设计直接关系到***能否稳定地从趋近运动阶段进入到滑动模态阶段，而滑动模态阶段的稳定性在控制***的设计阶段即可以得到保证，因此，李雅普诺夫意义下的稳定性分析过程首先需要选取合适的李雅普诺夫函数，其次，将所设计的滑模控制律以及滑模面函数代入到李雅普诺夫函数的一阶导数中，依据李雅普诺夫第二判别法的稳定性理论，求解出该导数即可对该非线性控制***的稳定性做出判断。
本发明实施例提供的技术方案，基于推土机离合器接合充液阶段活塞运动过程要求平稳性、精准性等综合因素角度，将电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动、主阀芯压力和主阀芯流量等参数作为不确定干扰控制项，通过设计滑膜控制方法，实现离合器活塞运动精准控制，消除了挡位切换阶段中延迟或出现顿挫感的问题。
可选的，在根据所述滑模控制器进行稳定性分析之后，还包括：
根据所述活塞运动参数项建立非线性状态观测器；
根据所述非线性状态观测器获得观测可调节增益系数边界。
具体的，非线性状态观测器构建过程包括：设计离合器活塞位移和速度的非线性状态观测器，其中观测误差方程为离合器活塞位移偏差方程和速度偏差方程，在此基础上建立位移偏差方程和速度偏差方程为变量的空间状态方程；降阶建立线性观测器设计及解析，根据离合器特性定义观测增益系数边界，以便于补偿项的合理控制，基于***稳定性分析，获得观测增益系数边界。通过设计滑膜控制和状态观测相结合的控制，进一步提高离合器活塞运动的精准控制，可以获得离合器活塞运动参数动态数值。
图2为本发明实施例提供的一种液压离合器活塞运动的滑模控制装置的结构示意图，参见图2，包括：
滑模面函数模块210，用于根据离合器充液阶段的参考压力与实际压力的差值构建压力跟踪误差的滑模面函数；
处理模块220，用于基于等效控制对所述滑模面函数进行处理获得具有不确定干扰控制项和活塞运动参数项的滑模控制器；其中，不确定干扰控制项包括电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动不确定项；
切换控制模块230，用于根据不确定干扰控制项构建具有可调增益系数的切换控制函数，并设定可调增益系数的边界范围；
稳定性分析模块240，用于根据所述滑模控制器进行稳定性分析。
具体的，设计滑模控制器时，设计滑模控制律使离合器的实际压力渐近趋近于期望压力，获取离合器腔充液参考压力与实际压力的差值，定义误差变量为离合器腔充液参考压力与实际压力的差值，滑模面函数模块210根据所述离合器腔充液参考压力与实际压力的差值构建误差方程e，根据误差方程e求导获取差值的微分方程e’。其中，微分方程e’将包括不确定干扰控制项在内的扰动参数。根据误差方程e及微分方程e’构建压力跟踪误差***滑模面函数s。
滑模面函数选取完成后，处理模块220基于等效控制，根据滑模面函数获得微分方程e’、不确定干扰控制项和活塞运动参数的滑模控制器，其中，等效控制是***在滑动模态区内滑模面函数的微分函数等于零时的解。将等效控制带入到滑膜控制器，利用不确定干扰控制项抵消***不确定项的影响，从而构造新的滑动模态，滑动模态的渐进稳定性和动态品质取决于切换函数及其参数的选择。
通常滑模控制的变结构控制策略主要体现在***控制信号的不连续，即***的控制呈现出随时间变化的开关特性。控制律通过开关法则进行切换，按一定的算法在切换函数之间切换，此时，***会呈现出不同的闭环结构。当***轨迹离开滑动平面时，这种结构切换控制总会将其状态轨迹渐近地往滑动平面上带回，呈现稳定的收敛效果。因此切换控制模块230针对不确定干扰控制项设计切换函数，构建具有可调增益系数的切换控制函数，并设定可调增益系数的边界范围，定义可调增益系数的自适应偏差，并构建包含滑模面函数的自适应律以提高***响应速率。其中，自适应律的设计是针对可调增益系数，考虑可调增益系数在滑模不同阶段中的需求，设计可调增益系数的自适应偏差。为了使自适应律变化过程更加平滑，采用饱和函数代替符号函数。
不确定干扰控制项是受控的离合器液压控制***带来的，离合器液压控制阀通常采用电磁阀比例溢流阀，电磁阀比例溢流阀具有进油口、出油口和泄油口，电磁阀比例溢流阀是通过控制流过电磁阀线圈的电流信号大小，来连续调节阀芯所受的电磁力大小，实现电磁阀进油口、出油口和卸油口间的不同连通关系，实现相应的功能。电磁阀比例溢流阀的出油口压力取决于阀芯位置，而阀芯位置主要由电磁力、压力和流量压力影响。因此根据应用的电磁阀比例溢流阀构建电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动模型、主阀芯压力动力学模型不确定性模型和流量动力学模型不确定性模型。将电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动模型、主阀芯压力动力学模型不确定性模型和流量动力学模型不确定性模型中对应的电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动、主阀芯压力和主阀芯流量等参数作为不确定干扰控制项。其中，电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动不确定项的获得过程包括：根据电磁阀比例溢流阀模型定义电磁力评价指标，一是电磁力大小偏离度指标，电磁力大小偏离度指标为实际数值与目标期望值偏离程度，二是电磁力工作位置附近的水平平稳程度，电磁力工作位置附近的水平平稳程度为概率归一化量度的变异系数表征电磁力数值分布离散程度；将不同电流、温度范围下电磁力水平特性中偏离度和变异系数中最大值对应值作为模型不确定边界。所述电液阀不确定性模型包括电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动模型、主阀芯压力动力学模型不确定性模型和流量动力学模型不确定性模型。
稳定性分析模块240建立滑模面函数和自适应偏差的李雅普诺夫函数，进行稳定性判定分析。自适应滑模控制器设计完成后，进行稳定性分析是必要的。滑模控制的***轨迹运动过程包括趋近运动阶段和滑动模态阶段，只有保证两个阶段中***均是稳定性的，***的可靠性也才能得到保障。滑模控制的设计直接关系到***能否稳定地从趋近运动阶段进入到滑动模态阶段，而滑动模态阶段的稳定性在控制***的设计阶段即可以得到保证，因此，李雅普诺夫意义下的稳定性分析过程首先需要选取合适的李雅普诺夫函数，其次，将所设计的滑模控制律以及滑模面函数代入到李雅普诺夫函数的一阶导数中，依据李雅普诺夫第二判别法的稳定性理论，求解出该导数即可对该非线性控制***的稳定性做出判断。
可选的，液压离合器活塞运动的滑模控制装置，还包括：
状态观测模块，用于根据所述活塞运动参数项建立非线性状态观测器；
非线性状态观测器，用于获得观测可调节增益系数边界。
具体的，位移偏差方程和速度偏差方程构建过程包括：设计离合器活塞位移和速度的非线性状态观测器，其中观测误差方程为离合器活塞位移偏差方程和速度偏差方程，在此基础上建立位移偏差方程和速度偏差方程为变量的空间状态方程；降阶建立线性观测器设计及解析，根据离合器特性定义观测增益系数边界，以便于补偿项的合理控制，基于***稳定性分析，获得观测增益系数边界。
图3为一种液压离合器活塞运动的滑模控制***的结构示意图，参见图3，包括：指令信号接收模块310、数据采集模块320、执行模块330和数据处理模块340；其中，数据处理模块340包括本发明实施例任意的滑膜控制装置；
指令信号接收模块310用于接收离合器离合请求；
数据采集模块320分别与执行模块330连接，数据采集模块320用于根据离合请求采集执行模块330的数据；其中，所述数据包括离合器充液阶段实际压力。
数据处理模块340与数据采集模块320；数据处理模块340用于滑模控制器设计和消除不确定项干扰控制，并输出活塞运动参数；
执行模块330与数据处理模块340连接；执行模块330用于根据数据处理模块340输出的所述活塞运动参数控制活塞的运动状态。
具体的，离合器发出离合请求，指令信号接收模块310接收离合器离合请求后，数据处理模块340的滑膜控制装置根据预设的参考压力和数据采集模块320采集的实际压力，构建压力跟踪误差的滑模面函数。基于等效控制对所述滑模面函数进行处理获得具有不确定干扰控制项和活塞运动参数项的滑模控制器；其中，不确定干扰控制项包括电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动不确定项。针对不确定干扰控制项，构建具有可调增益系数的切换控制函数，并设定可调增益系数的边界范围。定义可调增益系数的自适应偏差，并构建包含滑模面函数的自适应律以提高***响应速率。考虑设计的自适应滑模控制器***稳定性，建立滑模面函数和自适应偏差的李雅普诺夫函数，进行稳定性判定分析。数据处理模块340基于自适应滑模控制器的控制算法，对涉及到的数值进行计算及解析输出活塞运动参数。执行模块330用于根据活塞运动参数控制活塞的运动状态，将电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动、主阀芯压力和主阀芯流量等参数作为不确定干扰控制项，通过设计滑膜控制方法，实现离合器活塞运动精准控制，消除了挡位切换阶段中延迟或出现顿挫感的问题。
可选的，数据处理模块340还包括状态观测单元341，用于根据非线性状态观测器估计离合器活塞的位移和速度等参数。
具体的，非线性状态观测器构建过程包括：设计离合器活塞位移和速度的非线性状态观测器，其中观测误差方程为离合器活塞位移偏差方程和速度偏差方程，在此基础上建立位移偏差方程和速度偏差方程为变量的空间状态方程；降阶建立线性观测器设计及解析，根据离合器特性定义观测增益系数边界，以便于补偿项的合理控制，基于***稳定性分析，获得观测增益系数边界。通过设计滑膜控制和状态观测相结合的控制，进一步提高离合器活塞运动的精准控制，可以获得离合器活塞运动参数动态数值。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法，其特征在于，包括：
根据离合器充液阶段的参考压力与实际压力的差值构建压力跟踪误差的滑模面函数；
基于等效控制对所述滑模面函数进行处理获得具有不确定干扰控制项和活塞运动参数项的滑模控制器；其中，不确定干扰控制项包括电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动不确定项、主阀芯压力不确定项和主阀芯流量不确定项；将等效控制带入到滑膜控制器，利用不确定干扰控制项抵消***不确定项的影响，构造新的滑动模态；
根据所述不确定干扰控制项构建具有可调增益系数的切换控制函数，并设定可调增益系数的边界范围；定义可调增益系数的自适应偏差，并构建包含滑模面函数的自适应律；
根据所述滑模控制器进行稳定性分析，选取对应的李雅普诺夫函数，将设计的滑模控制律以及滑模面函数代入到李雅普诺夫函数的一阶导数中，依据李雅普诺夫第二判别法的稳定性理论，求解出所述一阶导数，并根据所述一阶导数对非线性控制***的稳定性做出判断。
2.根据权利要求1所述的液压离合器活塞运动的滑模控制方法，其特征在于，在根据所述滑模控制器进行稳定性分析之后，还包括：
根据所述活塞运动参数项建立非线性状态观测器；
根据所述非线性状态观测器获得观测可调节增益系数边界。
3.一种液压离合器活塞运动的滑模控制装置，其特征在于，包括：
滑模面函数模块，用于根据离合器充液阶段的参考压力与实际压力的差值构建压力跟踪误差的滑模面函数；
处理模块，用于基于等效控制对所述滑模面函数进行处理获得具有不确定干扰控制项和活塞运动参数项的滑模控制器；其中，不确定干扰控制项包括电磁阀比例溢流阀电磁力水平特性波动不确定项、主阀芯压力不确定项和主阀芯流量不确定项；将等效控制带入到滑膜控制器，利用不确定干扰控制项抵消***不确定项的影响，构造新的滑动模态；
切换控制模块，用于根据所述不确定干扰控制项构建具有可调增益系数的切换控制函数，并设定可调增益系数的边界范围；定义可调增益系数的自适应偏差，并构建包含滑模面函数的自适应律；
稳定性分析模块，用于根据所述滑模控制器进行稳定性分析，选取对应的李雅普诺夫函数，将设计的滑模控制律以及滑模面函数代入到李雅普诺夫函数的一阶导数中，依据李雅普诺夫第二判别法的稳定性理论，求解出所述一阶导数，并根据所述一阶导数对非线性控制***的稳定性做出判断。
4.根据权利要求3所述的液压离合器活塞运动的滑模控制装置，其特征在于，还包括：
状态观测模块，用于根据所述活塞运动参数项建立非线性状态观测器；
所述非线性状态观测器，用于获得观测可调节增益系数边界。
5.一种液压离合器活塞运动的滑模控制***，其特征在于，包括：指令信号接收模块、数据采集模块、执行模块和数据处理模块；其中，数据处理模块包括权利要求3-4任一所述的液压离合器活塞运动的滑模控制装置；
所述指令信号接收模块用于接收离合器离合请求；
所述数据采集模块分别与所述执行模块连接，所述数据采集模块用于根据离合请求采集执行模块的数据；其中，所述数据包括离合器充液阶段的参考压力与实际压力；
所述数据处理模块与所述数据采集模块；所述数据处理模块用于滑模控制器设计和消除不确定项干扰控制，并输出活塞运动参数；
所述执行模块与所述数据处理模块连接；所述执行模块用于根据数据处理模块输出的所述活塞运动参数控制活塞的运动状态。
6.根据权利要求5所述的液压离合器活塞运动的滑模控制***，其特征在于，数据处理模块还包括状态观测单元，用于根据非线性状态观测器估计离合器活塞的位移和速度参数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210749216.2A CN115163696B (zh) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | 一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法、装置及其*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210749216.2A CN115163696B (zh) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | 一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法、装置及其*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115163696A CN115163696A (zh) | 2022-10-11 |
| CN115163696B true CN115163696B (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=83489771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210749216.2A Active CN115163696B (zh) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | 一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法、装置及其*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115163696B (zh) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11171499A (ja) * | 1997-12-15 | 1999-06-29 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 産業車両の油圧回路における電磁弁制御装置 |
| KR100621986B1 (ko) * | 2005-08-10 | 2006-09-11 | 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 | 스풀의 복귀방지용 유압밸브제어장치 |
| CN101649874A (zh) * | 2009-09-21 | 2010-02-17 | 北京工业大学 | 基于发动机工作状态的离合器阶段模糊控制方法 |
| DE102012220178A1 (de) * | 2012-01-26 | 2013-08-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Verfahren zur Fehlerdetektierung in einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem |
| CN104698844A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-06-10 | 南京理工大学 | 液压位置伺服***的不确定性补偿的滑模控制方法 |
| CN104925047A (zh) * | 2014-03-19 | 2015-09-23 | 现代自动车株式会社 | 用于混合动力车辆的液压指令学习设备及方法 |
| CN105156508A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-12-16 | 北京信息科技大学 | 一种湿式离合器缓冲控制方法及控制*** |
| CN105759614A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-07-13 | 江苏大学 | 一种电液比例阀阀芯位移自适应动态滑模控制方法 |
| CN105974789A (zh) * | 2015-03-10 | 2016-09-28 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于求取用于滑动模态调节器的开关函数的方法以及滑动模态调节器 |
| WO2016177945A1 (fr) * | 2015-05-05 | 2016-11-10 | Renault S.A.S | Procede de controle de position d'un organe de commande d'embrayage |
| CN111022517A (zh) * | 2018-10-10 | 2020-04-17 | 现代自动车株式会社 | 离合器控制方法 |
| CN111290276A (zh) * | 2020-02-23 | 2020-06-16 | 西安理工大学 | 一种液压位置伺服***神经网络分数阶积分滑模控制方法 |
| CN113236682A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-10 | 蜂巢传动科技河北有限公司 | 双离合器的滑磨控制方法、装置、车辆及存储介质 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7019482B2 (en) * | 2003-05-29 | 2006-03-28 | Sodick Co., Ltd. | Motion controller having sliding mode controller |
| DE102007024794A1 (de) * | 2007-05-26 | 2008-11-27 | Zf Friedrichshafen Ag | Verfahren und Einrichtung zum Steuern des Einrückgrades einer automatischen oder automatisierten Kraftfahrzeugkupplung |
| WO2014164408A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-10-09 | Eaton Corporation | System and method for clutch pressure control |
-
2022
- 2022-06-28 CN CN202210749216.2A patent/CN115163696B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11171499A (ja) * | 1997-12-15 | 1999-06-29 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 産業車両の油圧回路における電磁弁制御装置 |
| KR100621986B1 (ko) * | 2005-08-10 | 2006-09-11 | 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 | 스풀의 복귀방지용 유압밸브제어장치 |
| CN101649874A (zh) * | 2009-09-21 | 2010-02-17 | 北京工业大学 | 基于发动机工作状态的离合器阶段模糊控制方法 |
| DE102012220178A1 (de) * | 2012-01-26 | 2013-08-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Verfahren zur Fehlerdetektierung in einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem |
| CN104925047A (zh) * | 2014-03-19 | 2015-09-23 | 现代自动车株式会社 | 用于混合动力车辆的液压指令学习设备及方法 |
| CN104698844A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-06-10 | 南京理工大学 | 液压位置伺服***的不确定性补偿的滑模控制方法 |
| CN105974789A (zh) * | 2015-03-10 | 2016-09-28 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于求取用于滑动模态调节器的开关函数的方法以及滑动模态调节器 |
| WO2016177945A1 (fr) * | 2015-05-05 | 2016-11-10 | Renault S.A.S | Procede de controle de position d'un organe de commande d'embrayage |
| CN105156508A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-12-16 | 北京信息科技大学 | 一种湿式离合器缓冲控制方法及控制*** |
| CN105759614A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-07-13 | 江苏大学 | 一种电液比例阀阀芯位移自适应动态滑模控制方法 |
| CN111022517A (zh) * | 2018-10-10 | 2020-04-17 | 现代自动车株式会社 | 离合器控制方法 |
| CN111290276A (zh) * | 2020-02-23 | 2020-06-16 | 西安理工大学 | 一种液压位置伺服***神经网络分数阶积分滑模控制方法 |
| CN113236682A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-10 | 蜂巢传动科技河北有限公司 | 双离合器的滑磨控制方法、装置、车辆及存储介质 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 大功率自动变速器换挡离合器调压控制研究;王尔烈;王显会;陈慧岩;顾宏弢;;中国公路学报(第03期);155-162 * |
| 非平稳随机循环工况下离合器接合过程的鲁棒控制;李晓祥;王安麟;李晓田;;西安交通大学学报(第07期);58-67 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115163696A (zh) | 2022-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107800146B (zh) | 兼顾一次调频和超低频振荡抑制的调速器参数优化方法 | |
| CN104345639B (zh) | 一种电液位置伺服***鲁棒自适应控制方法 | |
| CN108303895B (zh) | 一种电液位置伺服***多模型鲁棒自适应控制方法 | |
| CN106483844B (zh) | 基于非线性鲁棒的电液伺服***自适应位置控制器的实现方法 | |
| CN105388764B (zh) | 基于动态矩阵前馈预测的电液伺服pid控制方法及*** | |
| CN108869420A (zh) | 一种基于指令滤波的电液伺服***自适应反步控制方法 | |
| CN104698844A (zh) | 液压位置伺服***的不确定性补偿的滑模控制方法 | |
| CN103995463B (zh) | 一种基于混合控制的电液比例阀位置伺服驱动方法 | |
| CN104846306A (zh) | 一种镀锌厚度控制***及方法 | |
| CN115085611B (zh) | 一种直线电机运动控制方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN107194019A (zh) | 一种节流阀的开度调节方法与装置 | |
| Lu et al. | Deadzone compensation control based on detection of micro flow rate in pilot stage of proportional directional valve | |
| CN111352450B (zh) | 一种数字比例阀流量控制***及方法 | |
| CN113075881A (zh) | 一种pid控制器的参数调节方法、装置及电子设备 | |
| CN105182744A (zh) | 纳米定位***的抗干扰控制方法 | |
| CN102873106B (zh) | 一种平整机延伸率快速精确控制方法 | |
| CN115163696B (zh) | 一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法、装置及其*** | |
| CN105652666B (zh) | 基于bp神经网络的大型模锻压机上横梁速度预测控制方法 | |
| CN116627028B (zh) | 交联电缆生产线控制方法 | |
| CN103758994A (zh) | 一种自动变速器自适应优化换挡控制方法 | |
| CN114439805B (zh) | 调平***、调平方法及工程机械 | |
| CN116382088A (zh) | 一种基于数字孪生的水下节流阀自主控制方法、*** | |
| CN108132596A (zh) | 一种微分超前广义智能内部模型集pid控制器设计方法 | |
| CN108132597A (zh) | 一种微分超前智能模型集pid控制器设计方法 | |
| CN115875380A (zh) | 湿式离合器的压力控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |