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文|农食山人编辑|农食山人◆ ◇ 前言 ◇ ◆为了提高农业机械中广泛使用的湿式离合器的接合质量，采用仿真和实验相结合的方法对湿式离合器的充油控制策略进行了详细的研究
先要对湿式离合器接合过程进行了动力学分析，建立了液压执行系统的机械域和液压域的数学模型
并设计了反步式油压控制器
在Matlab/Simulink和AMESim的联合仿真平台上，验证了离合器液压执行器输出油压的可控性
接下来分析了离合器接合过程提取了影响充油过程的五个因素，并选取了四个离合器接合质量评价指标
在SimulationX建立的湿式离合器充油试验模拟平台上进行了50组实验
采用响应面法和逐步回归分析法建立了充油过程质量评价指标和影响因素的数学模型
通过15组随机试验比较了逐步回归模型和RSM模型对各指标的预测精度选择精度较高的模型结合方差权重法建立了离合器接合质量综合预测数学模型
最后，根据本文研究的3MPa充油压力的工作条件通过所提出的离合器接合质量预测模型得到了最佳的充油控制策略
在目标条件下当第1阶段充油率最高第1阶段持续时间占总充油时间的比例为69.65%时，第2阶段的充油率最低第2时期持续时间占全充油时间比例为21.85%时，第3阶段持续时间与全充油时间的比例为8.51%时，湿式离合器的接合质量最好
湿式离合器最优充油控制策略的研究方法,为农业机械的平顺性研究和离合器控制提供了可靠的方法
一、湿式离合器充油控制策略仿真测试平台由于台架试验中存在噪声干扰本文以一级阶梯式变速箱为例基于SimulationX软件研究了湿式离合器的充油控制策略
湿式离合器在充油试验平台中的具体参数，模拟试验平台试验工况为某型号拖拉机(8.5t)在平地上行驶不悬挂农业机械发动机转速为1070r/min
为了验证仿真模型对八种工况离合器油压分别对不同数据，进行了仿真验和台架试验并将结果进行了比较
应调整模拟平台使其与发动机转速(1070r/min)和台架负载(85.17Nm)相匹配并记录变速箱输出轴的转速波动
在这8种工况下,变速箱最大输出转速的仿真结果与试验结果的相对误差为5.3%,验证了仿真模型的正确性
二、基于RSM的实验设计在选择响应面法中的中心复合设计CCD设计离合器接合质量模拟试验，试验组共50个
CCD具有设计灵活、测试次数少的优点,在科学实验中得到了广泛的应用
RSM基于最小二乘回归方法来拟合统计模型，近似真实的函数关系，并科学地描述输入和响应之间的关系，该模型可以优化和预测响应
建模时可以选择每个因素的代码值和实际值
两种方法建立的模型中的项目相同，但每个参数不同
因子(A、B、C、D和E)与响应（y1、y2、y3、y4和y5）值之间的关系如下列公式所示：式中，4为第一阶段充油率，B为第一阶段持续时间占总充油时间的比例，C为第二阶段充油量，D为第二期持续时间占全充油时间比例，E为第三阶段持续时间与全充油时长的比例，s为模型无法解释的其他来源的变化
一阶或二阶泰勒展开用于在相对较小的区域内近似模型的函数形式，二阶模型为:三、湿式离合器活塞油压控制效果的验证为了验证设计的控制器在不同系统输入下对离合器活塞油压的控制效果，研究了方波信号和正弦信号作为油压控制目标进行验证
根据目标曲线可以有效地跟踪离合器活塞上的油压
当目标值随方波信号变化时，总模拟测试时间为3s
在第一阶段，目标油压为2.165MPa控制器稳定到目标值所需的时间为0.05s
在此过程中，最大油压超调为0.923MPa
在第二阶段，目标油压为1.627MPa控制器稳定到目标值所需的时间为0.106s
在此过程中，最大油压超调为0.091MPa
在第三阶段，目标油压为1.075MPa,控制器稳定到目标值所需的时间为0.144s
在此过程中，最大油压超调为0.102MPa
油压跟随控制过程中实际油压与目标值之间的误差
第一级的最大跟随误差为2.165MPa,第二级的最大跟着误差为0.538MPa,第三级的最大跟驰误美为0.552MPa
当湿式离合界充油压力目标值随正孩信号变化时，模拟试验总时间为3s，控制器响应时间为0.1s，跟随误差小于0.01MPa,油压跟随过程中最大超调油压为0.026MPa
仿真结果表明，基于反步算法的活塞油压控制器对湿式离合器的控制具有较好的跟踪效果不同的充油特性曲线
同时，为了进一步验证本文设计的油压控制器的控制效果，以平方为例，将反步控制器与工程中常用的PID控制器进行了比较
方波信号的最终稳定值为1.165MPa
PID控制器在0-0.099s内剧烈振荡，反推控制器的超调量比PID控制器减少了78%
反步控制器稳定到期望值的速度较慢，但两个控制器都可以快速改变到期望值，所需时间分别为0.099s和0.189s
反步控制器的超调相对较小，充油压力的波动较小
在湿式离合器接合过程中，充油压力的波动程度将直接影响湿式离合器滑动摩擦功的大小，长期来看会加剧湿式离合器的磨损，影响使用寿命和接合质量
四、动态负荷RSM建模结果分析根据湿式离合器接合质量的模拟实验结果，建立了以动载荷：未响应值的二次回归多项式模型：式中，A为第一阶段充油率，B为第一阶段持续时间占总充油时间的比例，C为第二阶段充油量，D为第二期持续时间占全充油时间比例，E为第三阶段持续时间与全充油时长比例vI为动载荷
对每个模型的项目进行方差分析以检验其显著性，可以看出：动态负荷回归模型的p值小于0.0001，模型拟合精度高，可以用来描述样本
动态负荷回归模型的拟合系数为0.8792.调整系数为0.7959，变异系数为6.29%
总之，该回归模型具有较高的拟合精度，能够反映五个影响因素与动态负荷的关系，能够准确地分析和预测动态负荷
在模型的方差分析中，一阶项目A和B的影响显著6<0.05)，五个因素的显著程度从高到低依次为A>B>D>C>E
B2是二阶项目中的标志性项目6<0.05)，表明B因素对动载荷的影响是非线性的
在交叉项目中，AC和AD显著6<0.05)，表明因子a和因子C以及因子a和因素D之间存在显著的相互作用
图片显示了一个曲面，表明因子a和C之间的相互作用对动载荷的影响是非线性的
随着第1阶段的充油率和第2阶段充油率的增加，动载荷值逐渐增加
五、滑动摩擦功RSM建模结果分析根据湿式离合器接合质量的模拟试验结果，建立了以滑动摩擦功y2为响应值的二次回归多项式模型:从中可以发现，滑动摩擦功回归模型的p值小于0.0001，表明该回归模型具有高度显著性
因此，模型拟合精度高，可以用来描述样本
该模型的拟合系数为0.9656.调整系数为0.9504.变异系数为3.95%
综上所述，该模型具有较高的拟合精度，能够反映五个影响因素与滑动摩擦功的关系，可以准确地分析和预测滑动摩擦功
在滑动摩擦功回归模型的方差分析中，交叉项AB、AC和BC的影响显著<0.05)，表明因子a和因子B、因子a和因素C以及因子B和因子C之间存在显著的交互作用
图中几乎是一个平面，表明因索a和B之间的相互作用对滑动摩擦功具有线性影响
当阶段1的充油率恒定时，滑动摩擦功的值随着阶段1的持续时间与总充油时间的比例的增加而减小
六、影响程度RSM建模结果分析湿式离合器接合质量的模拟试验结果，建立了以冲击度y3为响应值的二次回归多项式模型
对每个顿型的项目进行方差分析以检验其显著性
从表中可以看出，影响程度回归模型的p值小于0.0001，表明回归模型具有高度显著性
因此，模型拟合精度高，可以用来描述样本
动态负荷回归模型的拟合系数为0.9047，调整系数为0.8390.变异系数为9.89%
总之，该回归模型具有较高的拟合精度，能够反映五个影响因素与影响程度的关系，能够准确地分析和预测影响程度
在模型的方差分析中，一阶项目A的影响显著<0.05)
在二阶项目中，A2、B2和C2的影响显著，表明因素A、B和C对动载荷的影响是非线性的
在交叉项目中，AB和AC显著<0.05)，表明因了a和因了B以及因子a和因素C之间存在显著的相互作用
响应面具有一定程度的弯曲
结果表明,第1阶段的充油率与第1阶段持续时间占总充油时间的比例之间的相互作用对影响程度具有线性影响
当第1阶段的充油率较小且第1阶段持续时间占总充油时间的比例较大时，影响程度较小
◆ ◇ 结论 ◇ ◆根据表中湿式离合器接合质量的模拟试验结果，建立了以完全接合时间y4为响应值的二次回归多项式模型
对每个模型的项目进行方差分析以检验其显著性
从表中可以发现，影响程度回归模型的p值小于0.05，表明回归模型具有高度显若性
因此，模型拟合精度高，可以用来描述样本
动态负荷回归模型的拟合系数为0.9832，调整系数为0.9758，变异系数为4.50%
总之，该回归模型具有较高的拟合精度，能够反映五个影响因素与全啮合时间之间的关系，能够准确地分析和预测全啮合时间
在模型的方差分析中，一级项目E的影响显著e0.05)
在交叉项目中，AB、AE和DE显著6<0.05
结果表明，第1阶段的充油率与第1阶段持续时间占总充油时间的比例之间的相互作用对完全接合时间具有线性影响
当阶段1的持续时间与总充油时间的比例恒定时，完全接合时间的值随着阶段1的充油率的增加而逐渐减小
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