金属带式无级变速器(CVT)是一种理想的汽车自动变速装置,以其无换挡冲击,驾驶舒适性好,能与发动机实现最佳性能匹配等特点,一直是自动变速器领域的研究热点。目前CVT的研究重点集中在机电液系统的控制技术方面,主要分为速比控制和夹紧力控制。本文主要围绕两个控制目标,根据CVT的传动特性构建传动系统的动力学模型并对其控制过程进行仿真分析。首先,对CVT的机械结构进行研究,并分析了其传动原理,理解速比控制和夹紧力控制的相互耦合关系:主、从动带轮端轴向夹紧力的平衡是变速机构维持恒定速比的根本保障;速比变化的实质是由一个夹紧力平衡状态向另一个夹紧力平衡状态转化的动平衡过程。其次,对金属带式CVT进行滑移特性试验和传动效率试验,然后在测试结果的基础上,研究了滑移率与传动稳定性之间的关系,分析得出CVT夹紧力的大小是决定滑移率程度的关键因素。综合处理试验结果,得到效率最优的滑移率曲线,针对传统夹紧力控制中传动效率偏低的情况,提出基于最优滑移率的夹紧力控制策略,为了提高夹紧力控制精度,采用PI(比例积分)控制算法降低滑移率误差大小。仿真对比得出基于最优滑移率的控制策略能够在保证金属带不发生打滑的情况下降低夹紧力的大小,进而提高了传动效率。最后,速比控制是影响汽车经济性和动力性的关键因素,而速比动态匹配的本质是确定速比变化率。在解析CVT变速过程的几何关系结构的基础上,将速比变化率动态特性调节引入本文研究,然后结合基于最优滑移率的夹紧力控制策略,建立最优夹紧力-最优速比联合控制模型。采用PD(比例微分)控制算法对速比变化率进行仿真调节,并合理选择控制参数,可以在保证CVT传动效率的基础上,有效地改善速比对目标速比的跟随性,提高调节过程中的动态性能。