自动变速器是汽车的核心部件,机械式自动变速器(AMT)在原有手动变速器的基础上,增加自动变速机构,具有结构简单、传动效率高、改造成本低、易于产业化的特点,市场前景广阔。自动离合器作为AMT自动变速系统中的重要模块,其控制的好坏直接影响AMT变速系统的性能。与手动变速操纵系统相比,带有自动离合器的AMT可以大大减轻驾驶员的劳动强度,提高驾驶的舒适性和安全性。自动离合器控制的重点和难点在于离合器接合规律的制定和接合位置的准确跟踪,目前关于这两个方面的研究尚不成熟。本文通过对国内外AMT自动离合器接合规律的研究和轨迹跟踪控制的分析,采用理论分析与数学建模相结合的方法,对变论域自适应模糊控制和基于Udwadia-Kalaba理论的伺服约束控制进行深入的研究,并将它们应用于AMT自动离合器的接合控制当中。主要研究目的和内容如下:1、整理出一套适用于AMT自动离合器接合速度控制的变论域自适应模糊控制理论体系。变论域自适应模糊控制,在保持控制规则形式不变的基础上,通过调节伸缩因子的方法,扩展或收缩论域,相当于增加插值点,因此该方法能提高控制器的控制精度。变论域自适应模糊控制的方法可以实现论域的自适应调节,解决控制器参数较难设置的问题,该方法还能简化控制器的计算过程,提高系统的自适应性、稳定性和鲁棒性。2、对离合器的关键部件进行动力学建模。首先,分析发动机稳定工况的模型,并对稳定工况下的试验数据进行修正,得到非稳定工况下的数学模型;其次,针对膜片弹簧的非线性应力—应变特性,基于A—L假设,建立小端位移与大端载荷之间的非线性关系,推导出膜片弹簧动态工作状态下的数学模型;最后,为了精确控制离合器接合过程,建立自动离合器液压执行机构的油压控制模型。3、提出AMT自动离合器接合速度的变论域自适应模糊控制。首先,对离合器的接合过程进行分段分析,并建立了分段动力学模型。然后,对离合器的接合过程进行分层控制,上层为自动离合器接合速度的控制;下层为自动离合器位置跟踪的控制。最后,考虑到四个输入变量之间的耦合关系,为简化解耦方法及控制器结构,设计四输入单输出的双二维变论域自适应模糊控制器对离合器的接合速度进行控制,该控制方法对控制系统的不确定性具有很好的鲁棒性。4、建立适用于Udwadia-Kalaba理论的AMT自动离合器位置跟踪控制的控制模型,提出相应的控制方法。离合器接合位置的准确跟踪是实现自动离合器控制的前提和基础,针对离合器位置跟踪控制系统中的非线性、时变性,采用基于Udwadia-Kalaba理论的伺服约束控制AMT自动离合器的接合位置。试验结果表明,文中提出的Udwadia-Kalaba方法可以实现离合器接合位置的准确跟踪,稳态误差较小,能较好地提高系统的控制精度。5、对变论域自适应模糊控制的AMT自动离合器接合速度控制和UdwadiaKalaba理论的AMT自动离合器位置跟踪控制分别进行电控系统软件和硬件的设计,并在试验样车上进行各个挡位的升挡和降挡试验。通过换挡平顺性评价指标结果及位置跟踪曲线图可以看出,文中提出的离合器接合控制算法在各项指标都满足设计要求在前提下,具有较高的控制精度。