陳 亮 郝洪濤 倪凡凡 嚴 冬

(寧夏大學(xué) 機械工程學(xué)院,寧夏 銀川 750021)

0 引言

濕式雙離合自動變速器(簡稱：WDCT)是基于平行軸式手動變速器發(fā)展而來的，它作為一種新型的自動變速器，既保持了原有傳統(tǒng)變速器結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高，重量輕等優(yōu)點，又吸收了AT動力換擋品質(zhì)良好的優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)在無動力中斷的情況下進行換擋操作，換擋時間短，沖擊度小，能有效的提高換擋品質(zhì)，改善車輛駕駛的舒適性[1]。利用Matlab/Simulink仿真軟件中的RTW和dSPACE所提供的RTI的自動代碼生成功能可以將WDCT系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)換成硬件可識別的可執(zhí)行代碼，整個過程中沒有用戶參與代碼的編寫，降低了編寫代碼的強度和難度?？焖倏刂圃褪墙鼛啄臧l(fā)展較為成熟的仿真技術(shù)，是借助于虛擬控制器來控制實際對象的一種半實物仿真技術(shù)，它處于控制系統(tǒng)開發(fā)的第二階段，是一個在原型硬件上校準控制算法的過程[2]；以dSPACE實時系統(tǒng)為平臺，設(shè)計者可以根據(jù)自己新的控制想法在實時硬件上方便而快捷地進行測試，通過實時測試，可以在設(shè)計初期發(fā)現(xiàn)模型存在的問題，然后修改模原型或參數(shù)，再進行實時測試，這樣反復(fù)進行，直至得到正確的WDCT系統(tǒng)仿真模型。這樣一來，既縮短了WDCT系統(tǒng)開發(fā)周期，又可以將模型的錯誤之處消除在了設(shè)計的初級階段，降低了開發(fā)成本，提高了仿真模型的可靠性，對整個WDCT項目的順利進行有著十分重要的意義。

1 WDCT結(jié)構(gòu)及其工作原理

WDCT的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示，它包含有六個前進擋和一個R擋，其傳動裝置由兩根輸入軸1和2，兩根中間軸1和2，離合器C1和C2、四個同步器裝置、多個擋位齒輪、一個差速器及控制系統(tǒng)(圖中未畫出)等組成。其中，輸入軸1為實心軸，輸入軸2為空心軸，空心軸空套在實心軸外面，分別與離合器C2和C1相連接，輸入軸1上安裝有奇數(shù)擋齒輪，分別為1、3和5擋齒輪，輸入軸2上安裝有偶數(shù)擋齒輪，分別為2、4、6和R擋齒輪，輸出齒輪按照奇、偶數(shù)擋分別布置在中間軸1和2上。WDCT換擋所用的同步器與傳統(tǒng)手動變速器的完全相同，在換擋過程中，15、26、4R共用一個同步器裝置，3擋齒輪單獨用一個同步器。WDCT工作時，動力由輸入軸1和2輸入，經(jīng)離合器C1和C2、同步器裝置、嚙合的擋位齒輪及差速器裝置，最終完成動力的變換與輸出。

當車輛處在停車狀態(tài)時，所有同步器均處在中位，兩個離合器從動部分和主動部分均是分離的，此時不傳遞動力。當車輛起步時，自動換擋機構(gòu)會將擋位切換為1擋，然后離合器C1的控制油壓P1升高，離合器C1被控制接合，車輛開始起步運行。這里以1擋升2擋為例，這時1擋同步器和1擋齒輪嚙合，1擋傳遞的扭矩被輸出到車輪，驅(qū)動車輪動作，實現(xiàn)起步運行。當車輛以1擋運行時，離合器C2處于分離狀態(tài)，不傳遞動力，隨著車速繼續(xù)增加至將要到達2擋升擋點時，車輛變速器電控單元根據(jù)相關(guān)傳感器的信號判斷即將進入工作的下一擋位，因該擋位還未傳遞動力，故指令液壓控制電磁閥控制換擋執(zhí)行機構(gòu)，預(yù)先嚙合這一擋位；車速到達2擋升擋點時，變速器控制模塊發(fā)出控制信號，通過電液控制模塊使當前工作離合器C1的控制油壓P1逐漸減小，離合器C1逐漸分離，同時離合器C2的控制油壓P2逐漸增大，離合器C2逐漸接合，從而使1擋齒輪分離，2擋齒輪接合，2個離合器進行傳遞扭矩的交替切換，直至離合器C1完全分離，離合器C2完全接合時換擋過程結(jié)束。同理可實現(xiàn)從2擋升3擋、3擋升4擋、4擋升5擋，5擋升6擋等換擋操作，降擋過程與之類似[3]。

圖1 WDCT結(jié)構(gòu)簡圖

2 汽車整車動力學(xué)系統(tǒng)建模

WDCT系統(tǒng)研究的前提是根據(jù)具體的被控對象建立正確的控制算法模型。本文采用前向和反向兼顧的建模方法對整車動力系統(tǒng)進行建模，系統(tǒng)框圖詳見圖2，根據(jù)前面所述WDCT結(jié)構(gòu)，將WDCT系統(tǒng)劃分為機械部分和控制部分；機械部分包括：發(fā)動機模型、雙離合器模型、變速器模型和車輛整車動力學(xué)模型等，控制部分為控制器模型。圖中的實線表示系統(tǒng)的機械連接，體現(xiàn)了節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)矩、車速等物理量的傳遞路線，虛線表示控制系統(tǒng)中各類控制信號的傳輸[4]。

圖2 WDCT 系統(tǒng)框圖

2.1Simulink/SimDriveline簡介

Simulink是The Math Works公司于1990年推出的產(chǎn)品，是用于Matlab下建立系統(tǒng)框圖和仿真環(huán)境的主要工具之一[5]。簡單地來講，它是一個用來進行動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的集成軟件包，利用它可以實現(xiàn)各種動態(tài)系統(tǒng)的仿真，不僅可以進行線性和非線性系統(tǒng)仿真，也可實現(xiàn)連續(xù)時間和離散時間系統(tǒng)的仿真；它有著豐富的模塊庫，用戶可根據(jù)自己的需求自定義模塊和創(chuàng)建模塊，也可以以不同的輸出方式來觀察仿真結(jié)果。到目前為止，全世界已有成千上萬的用戶都使用它來建立動態(tài)系統(tǒng)模型，廣泛應(yīng)用于建模和仿真方面[6]。但在當前的汽車領(lǐng)域，傳統(tǒng)的建模與仿真都是在汽車動力學(xué)基礎(chǔ)上，運用Simulink搭建數(shù)學(xué)模型，尤其對WDCT系統(tǒng)，建模過程也較為復(fù)雜；而SimDriveline模塊庫作為Simulink的擴展，是專門為車輛動力傳動系統(tǒng)建模仿真設(shè)計的，與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型不同，SimDriveline模型采用基本元素法按照實際物理系統(tǒng)來構(gòu)建，不需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，可直接選用庫中自定義模塊，能建立并仿真車輛動力傳動系統(tǒng)的機構(gòu)模型，還可以通過它模擬、分析及控制車輛的各種系統(tǒng)，同時模型接口間以力矩傳遞為主，具有雙向性，動態(tài)特性很好，為車輛動力傳動系統(tǒng)模型的建立提供了很大的便利[7-8]。

2.2發(fā)動機模型

發(fā)動機模型的建立是研究車輛傳動系統(tǒng)的基礎(chǔ)，作為整車傳動系統(tǒng)的動力源，發(fā)動機不斷地向其他組件輸出轉(zhuǎn)矩，因此建立恰當?shù)陌l(fā)動機模型對汽車系統(tǒng)的研究有著重要意義。SimDriveline模塊庫中提供有發(fā)動機模型，但考慮到模型的精確度，本文采用數(shù)學(xué)建模的方法自建發(fā)動機模型；選擇以節(jié)氣門開度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速兩參數(shù)值作為系統(tǒng)模型的輸入值，以轉(zhuǎn)矩作為輸出值。選擇在有載動態(tài)工況下，發(fā)動機動態(tài)輸出扭矩與穩(wěn)態(tài)輸出扭矩的關(guān)系可以近似的表示為：

(1)

(2)

式中：n為發(fā)動機轉(zhuǎn)速；ωe為發(fā)動機角速度；γ為扭矩下降系數(shù)；Te為發(fā)動機穩(wěn)態(tài)輸出扭矩；Ted為發(fā)動機動態(tài)輸出扭矩。

根據(jù)式(1)和(2)，在Matlab/Simulink軟件及SimDriveline模塊下建立發(fā)動機有載動態(tài)仿真模型，如圖3所示：

根據(jù)上圖可知，此模型以發(fā)動機的二維特性表為核心，將事先試驗所得數(shù)據(jù)存儲到特性表中，通過以節(jié)氣門開度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速值為輸入，借助圖表插值的方法得到發(fā)動機輸出扭矩值。同樣地，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速值也是通過車輪實時車速反饋信號的形式作為發(fā)動機特性表的輸入值。

2.3雙離合器模型

本文采用了Simulink/SimDriveline模塊庫里的各元件，并結(jié)合該型變速器結(jié)構(gòu)及工作原理，進行物理建模。如圖4所示，離合器C1 與奇數(shù)軸相連，離合器C2 與偶數(shù)軸相連。P1、P2 分別是離合器C1和C2 的壓力控制信號，B、F 分別為轉(zhuǎn)矩輸入、輸出接口。建模過程中可以設(shè)置離合器摩擦片的有效半徑、摩擦面?zhèn)€數(shù)、活塞作用面積以及摩擦系數(shù)等。Speed sensor 作為測速傳感器來檢測離合器從動盤的速度，再與主動盤轉(zhuǎn)速作差，得到離合器主、從動盤的相對滑移轉(zhuǎn)速差，并將其輸送到控制系統(tǒng)模型中，作為進行下一步操作的一個輸入?yún)⒖贾怠?/p>

圖3 發(fā)動機模型

圖4 濕式雙離合器模型

2.4變速器模型

本文所選用的變速器主要用于無動力中斷情況下轉(zhuǎn)換傳動比、實現(xiàn)扭矩的傳遞功能。如圖5所示，其扭矩的輸出一般分為兩個部分：從奇數(shù)齒輪軸Odd_gear輸出和從偶數(shù)齒輪軸Even_gear輸出，Speed sensor 作為測速傳感器用于檢測變速器輸出轉(zhuǎn)速，G_demand為變速器換擋需求信號。

以奇數(shù)齒輪軸Odd_gear模塊為例，該模塊主要包含有同步器、換擋執(zhí)行裝置和各擋位齒輪等機械結(jié)構(gòu)，如圖6所示，擋位齒輪系B是主動軸接口，F(xiàn)是從動軸接口；換擋執(zhí)行機構(gòu)中P是換擋信號輸入端，S是換擋力輸出端；同步器中R是扭矩輸入端，H是扭矩輸出端，X端輸出同步器位移。當汽車以當前擋位行駛的過程中需要換擋時，WDCT控制單元會提前給予下一擋位的換擋需求信號，經(jīng)換擋執(zhí)行機構(gòu)做出動作，從而推動下一擋同步器與齒輪接合，在下一擋位同步器順利接合的同時，當前擋位同步器完成了分離，從而完成換擋操作，保證了當前擋位下扭矩的順利傳遞。

2.5控制系統(tǒng)模型

如圖7所示，WDCT控制系統(tǒng)包括換擋規(guī)律模塊、換擋邏輯判斷模塊、擋位預(yù)測模塊、升/降擋位信號產(chǎn)生模塊、換擋信號模塊、離合器油壓控制模塊等。主要用于控制車輛在何時進行換擋。它提前存儲了車輛的換擋規(guī)律，以當前車速、升/降擋點的車速為輸入信號，并不停地與車輛當前的狀態(tài)進行比較，當車輛的狀態(tài)符合它既有的換擋規(guī)律中達到的換擋條件時，車輛的換擋規(guī)律模型就被激活，車輛根據(jù)換擋規(guī)律進行換擋。同時，根據(jù)當前的擋位狀態(tài)和車速，預(yù)測出下一擋位狀態(tài)，以確保換擋的準確性。圖8為換擋控制流程圖，用來說明車輛的具體換擋控制過程。

圖5 變速器模型

圖6 奇數(shù)擋位執(zhí)行機構(gòu)

2.5.1 換擋規(guī)律模塊

該模塊提前存儲了已計算好的對應(yīng)各擋位的升、降擋點車速于2-D特性表中，以油門開度和當前擋位為輸入信號，從而輸出Up_th和Down_th值作為下一步操作的參考值。

2.5.2 換擋邏輯判斷模塊

該模塊分別以上一模塊輸出的Up_th和Down_th值、實時車速VehicleSpeed、滑摩轉(zhuǎn)速S1和S2、發(fā)動機轉(zhuǎn)速EngineSpeed等作為輸入值，借助于Stateflow來完成換擋邏輯的判斷過程。

2.5.3 擋位預(yù)測模塊

選擇以Up_th和Down_th值、實時車速VehicleSpeed、當前擋位n為輸入值，不停地與車輛當前實時車速進行比較，如圖9所示為擋位預(yù)測流程圖，判斷條件不等式(Vup-V)>(V-Vdown)是否成立，若不等式成立，說明當前的車速更接近于降擋點車速，故下一擋位為低擋位，即為n-1擋，反之，下一擋位為高擋位n+1擋。

2.5.4 升/降擋位信號產(chǎn)生模塊

汽車在實際換擋之前，要求預(yù)先對將要換的擋位判斷，判斷出將要改變的擋位是高一擋位還是低一擋位。那就需要提前產(chǎn)生換擋脈沖信號，從而方便后面換擋時完成離合器之間的順利切換?；诖?，本文需要建立一個合適的升/降擋信號產(chǎn)生模塊，如圖10所示，以當前所在擋位n和下一擋位N為輸入，進行數(shù)值關(guān)系的比較，從而輸出升/降擋位脈沖信號，其中的“1”表示升擋脈沖信號，“-1”表示降擋脈沖信號，“0”表示不產(chǎn)生換擋脈沖信號，車輛繼續(xù)保持原擋位不變。

圖7 控制系統(tǒng)模型

圖8 換擋控制流程圖

圖9 擋位預(yù)測流程圖

2.5.5 換擋信號模塊

當離合器還處于未接合狀態(tài)時，汽車也沒有進行換擋，繼續(xù)保持以當前擋位行駛，選擇以此時低于閾值的油壓、當前擋位和預(yù)測下一個擋位值為輸入信號，建立一個合理的換擋信號模塊，保證該模塊會產(chǎn)生大約0.5 s左右的下一擋位換擋脈沖信號，并將該脈沖信號輸入到相應(yīng)同步器執(zhí)行機構(gòu)中，使同步器執(zhí)行機構(gòu)動作，從而實現(xiàn)順利換擋。

圖10 升/降擋信號產(chǎn)生流程圖

2.5.6 離合器油壓控制模塊

在離合器控制模型中，首先以節(jié)氣門開度Throttle、當前工作擋位Gear 和升降擋位信號Up/Down為輸入信號，當變速器在某個擋位上正常工作時，以工作油壓鎖定相應(yīng)的離合器，而另外一個離合器的壓力則為0；其次，當車輛處于換擋狀態(tài)時，以升/降擋位信號Up/Down及擋位狀態(tài)來判斷哪個離合器該提高油壓，哪個離合器該降低油壓，從而實現(xiàn)兩個離合器的工作交替。

2.6整車動力學(xué)模型

本文從建模角度出發(fā)，考慮到整車動力學(xué)的影響因素，對整車模型做了相應(yīng)的簡化：1)在無風(fēng)狀態(tài)下行駛，不考慮風(fēng)速產(chǎn)生的阻力影響；2)忽略汽車行駛過程中朝任何方向的擺動；3)選擇汽車行駛路面平整，不考慮坡度的影響。汽車行駛時需要克服的阻力主要有以下幾部分：

Ft=∑F=F+Fw+Fi+Fj

(3)

車輛驅(qū)動力：

(4)

滾動阻力：

Ff=mgf·cosα

(5)

空氣阻力：

(6)

坡度阻力：

Fi=mgsinα

(7)

加速阻力：

(8)

聯(lián)立可得：

(9)

式中：m為整車質(zhì)量；f為滾動阻力系數(shù)；α為路面坡度，(本文取α=0)；CD為空氣阻力系數(shù)；A為迎風(fēng)面積；ρ為氣密度；v為汽車行駛的速度；δ為汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)(本文取δ=1.3)；ηT為傳動系統(tǒng)的機械效率；ig為變速器某一擋位傳動比；i0為主減傳動比；r為車輪半徑。

根據(jù)上述方程式，建立汽車運動學(xué)模型如圖11所示：

圖11 汽車運動學(xué)模型

2.7整車系統(tǒng)模型

如圖12所示，將上述建立的各模型按照邏輯關(guān)系進行整理，并且對比較復(fù)雜的模型進行封裝后，建立起包含該雙離合器自動變速器的整車動力傳動系統(tǒng)仿真模型。

圖12 系統(tǒng)整車模型

3 dSPACE實時系統(tǒng)開發(fā)

3.1dSPACE實時系統(tǒng)簡介

dSPACE實時系統(tǒng)是由德國dSPACE公司開發(fā)的一套基于Matlab/Simulink的控制系統(tǒng)開發(fā)及半實物仿真的軟硬件工作平臺，其實現(xiàn)了和Matlab/Simulink/Stateflow的完全無縫連接，有著實時性強，可靠性高等優(yōu)點。dSPACE實時系統(tǒng)包含有硬件和軟件兩個系統(tǒng)，其中硬件系統(tǒng)中的處理器具有超高速的計算能力，并配備了豐富的I/O支持，用戶可以根據(jù)需要進行組合，軟件系統(tǒng)功能強大且使用方便，其主要功能主要包含了實現(xiàn)代碼自動生成、代碼下載和試驗與調(diào)試的整套工具，dSPACE實時系統(tǒng)充當控制算法和邏輯代碼的硬件運行環(huán)境，通過I/O板與控制對象連接進行研究和試驗，驗證控制方案的可行性，大大簡化了開發(fā)過程，提高了開發(fā)效率。因此，dSPACE實時系統(tǒng)的軟硬件目前已經(jīng)成為進行快速原型控制試驗驗證和半實物仿真的首選平臺[9]，主要用于航空航天、汽車、機器人等多領(lǐng)域。

3.2dSPACE實時系統(tǒng)開發(fā)

一般地，如圖13所示，dSPACE實時系統(tǒng)開發(fā)分為以下五個階段：功能設(shè)計與離線仿真、快速原型設(shè)計、目標代碼生成、硬件在回路測試和標定與系統(tǒng)測試。因其形狀呈“V”字型，故也稱為V型圖。dSPACE為汽車電控系統(tǒng)的“V”開發(fā)模式提供了一個很好的平臺。在開發(fā)過程中dSPACE 為快速控制原型(RCP)和硬件在回路仿真(HILS)提供了統(tǒng)一的應(yīng)用平臺。在快速控制原型中dSPACE作為控制器與試驗對象相連，通過ControlDesk觀察控制算法的性能，如果控制算法不理想，可以很快地進行修改設(shè)計，反復(fù)試驗直至找到理想的控制方案。

圖13 dSPACE V-cycle開發(fā)流程

圖14 RCP流程圖

本文基于快速控制原型為主要目的來檢驗?zāi)Ｐ退惴ǖ恼_性，詳細的RCP開發(fā)流程見圖14，基本開發(fā)步驟如下所述：

1)建立對象模型，設(shè)計控制方案(即：實時模型搭建)；

2)離線仿真，以驗證模型的正確性；

3)決定使用通道號，硬件連線，使用dSPACE的A/D或D/A模塊代替模型中相應(yīng)的輸入輸出信號宿或源，完成I/O的正確配置；

4)代碼和可執(zhí)行程序的生成；過程包括配置Simulink環(huán)境和編譯模型，經(jīng)目標編譯器處理之后，得到目標可執(zhí)行代碼程序，保存并下載到dSPACE實時硬件中運行，詳見圖15；

5)試驗測試與驗證，在ControlDesk軟件中觀察運行結(jié)果，保存試驗數(shù)據(jù)。

3.3生成可執(zhí)行代碼

生成可執(zhí)行代碼(是指與dSPACE硬件系統(tǒng)相關(guān)的可執(zhí)行代碼)是dSPACE實時系統(tǒng)V開發(fā)模式的第三階段，也是上述基本步驟的第四步。這一過程主要包括選擇處理器平臺、配置Simulink環(huán)境和編譯模型。其中模型編譯過程如圖15和16所示，首先利用Matlab/Simulink/Stateflow建立正確的仿真模型并完成Simulink環(huán)境的配置，再利用RTW及dSPACE提供的RTI進行模型的編譯，RTW主要完成從框圖生成C代碼，RTI用于產(chǎn)生與硬件系統(tǒng)相關(guān)的代碼，使代碼在處理器系統(tǒng)中運行，從而實現(xiàn)由模型到C代碼再到可執(zhí)行代碼的轉(zhuǎn)變。在這過程中使用“rtiXXXX”來切換處理器平臺以匹配所需使用的硬件，常見的處理器板硬件有:DS1006DSI102DS1104DS2102等等?！癕odel. c /Model. h”為RTW自動生成的模型C代碼和包含變量參數(shù)的頭文件，這里選擇的處理器為DS1202，處理器的編譯器為DSP C Compile，dSPACE車用硬件為MicroLabBox，主要用于對汽車進行快速測試；系統(tǒng)目標文件選擇rti1202.tlc，生成代碼過程中產(chǎn)生多個文件，其中的“Model. sdf”為最終編譯結(jié)果文件，也是ControlDesk工程試驗?zāi)Ｐ退饕募托枰螺d到硬件中的文件。用于下一步的代碼驗證于試驗。這樣就完成了由Simulink模型到實時可執(zhí)行代碼的全部過程。

圖15 可執(zhí)行代碼生成過程

圖16 可執(zhí)行代碼流程圖

4 測試結(jié)果及分析

4.1離線仿真

整車系統(tǒng)模型建立完畢后，進行離線仿真。在離線仿真過程中，選擇以各轉(zhuǎn)速、車速、擋位、沖擊度等為輸出信號，其中的各轉(zhuǎn)速包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、離合器C1和C2轉(zhuǎn)速和變速器輸出轉(zhuǎn)速；擋位信號為當前擋位；最終得到的離線仿真結(jié)果如圖17所示，經(jīng)分析，其仿真結(jié)果與理論分析基本一致。

4.2快速原型測試

快速控制原型(RCP)測試是一個在原型硬件上校準控制算法的過程，快速控制原型平臺通常提供了一種方法來導(dǎo)入數(shù)學(xué)模型，并在與實際I/O連接的基于實時操作系統(tǒng)的控制器上運行這些數(shù)學(xué)模型。本文為基于dSPACE系統(tǒng)的快速原型測試技術(shù)，選擇以上述所建汽車整車系統(tǒng)模型為試驗對象來進行快速原型測試，主要目的在于檢驗?zāi)Ｐ褪欠裾_，控制算法是否可行等問題?；诖私⑷鐖D18所示的ControlDesk快速原型測試界面，該界面主要包含有變量信號實時監(jiān)測與顯示模塊、虛擬儀表顯示模塊、測量信號觀測模塊、試驗管理等，主要實現(xiàn)了變量信號的實時觀測和記錄。

圖17 離線仿真結(jié)果

此外，ControlDesk工作模式包含了在線模式、觀測模式、離線模式和數(shù)據(jù)保存模式等，如圖19所示，其中在線模式用于ControlDesk與硬件進行數(shù)據(jù)通信，觀測和數(shù)據(jù)記錄正?？捎?；離線模式用于ControlDesk將與硬件的數(shù)據(jù)通信中斷，但硬件仍在運行，觀測和數(shù)據(jù)記錄將自動停止；當然，數(shù)據(jù)保存模式主要用于數(shù)據(jù)的保存和處理。

圖19 ControlDesk 工作模式

待試驗前的一切工作準備就緒后，下載代碼到dSPACE硬件，進行汽車整車系統(tǒng)的快速原型測試；并通過ControlDesk快速原型試驗界面進行變量信號觀測，經(jīng)“在線—觀測—數(shù)據(jù)記錄”等操作，最終得到的結(jié)果如圖20所示：

4.3結(jié)果分析

完成從模型到可執(zhí)行代碼的自動轉(zhuǎn)換后，將生成的可執(zhí)行代碼與Simulink模型進行性能比較，選擇相應(yīng)的觀測信號后，將快速原型代碼的計算結(jié)果與模型的計算結(jié)果進行比較，由上述仿真結(jié)果可知，Simulink模型結(jié)果與快速原型實時程序計算結(jié)果基本上是一致的，從而證明了所構(gòu)建的整車系統(tǒng)模型是正確的。

5 結(jié)束語

首先，根據(jù)前面所述制定了WDCT換擋控制策略，建立了基于Matlab/Simulink/stateflow的WDCT整車系統(tǒng)實時模型，經(jīng)離線仿真環(huán)節(jié)驗證了控制策略及整車系統(tǒng)的正確性。其次，借助搭建好的整車系統(tǒng)模型，以dSPACE實時系統(tǒng)為平臺，進行快速控制原型試驗，試驗過程中配置正確的端口，連接相應(yīng)的硬件設(shè)備，編譯模型并下載到dSPACE中后，觀察程序運行的結(jié)果，由仿真結(jié)果證明了所構(gòu)建的WDCT實時模型是正確可行的。這樣既縮短了開發(fā)周期，降低了建模的強度和難度，也對后續(xù)整個WDCT項目的順利進展起到十分重要的作用。

圖20 ControlDesk快速原型在線仿真結(jié)果

[1] 張金樂,馬 彪,張英鋒,等. 雙離合器自動變速器換擋特性與控制仿真[J]. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報, 2010, 41(5):6-11.

[2] 程 飛. 基于dSPACE的車輛液力自動變速器的快速控制原型開發(fā)研究[D]. 武漢理工大學(xué), 2006.

[3] 劉振軍,胡建軍,李光輝,等. 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自動變速汽車 換擋規(guī)律分析[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報,2009,32(8)：897-903.

[4] 付 暢,汪振曉,過學(xué)迅,等. 雙離合器式自動變速器建模與仿真的研究[C]. 2008中國汽車工程學(xué)會年會論文集. 2008.

[5] 薛定宇，陳陽泉. 基于MATLAB/Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用[M]. 清華大學(xué)出版社, 2002.

[6] 周俊杰. Matlab/Simulink實例詳解[M]. 中國水利水電出版社, 2014.

[7] 朱耀文,王其東,孫保群,等. 選擇性輸出的雙離合器自動變速器建模及仿真分析[J]. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2012,35(2):157-160.

[8] 陳 然,孫冬野,劉永剛,等. 雙離合器式自動變速器建模與控制系統(tǒng)仿真[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報,2010, 33(9):1-7.

[9] 張玉良,高 峰,杜發(fā)榮,等. 基于dSPACE的車輛起步控制策略硬件在回路仿真[J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報,2008, 20(10):2722-2725.