本技术涉及一种基于灵敏度分析与遗传算法的自动变速箱执行机构参数优化设计方法,属于工程机械设计技术领域。该方法建立考虑机电液特性的自动变速箱执行机构的动力学模型,包括齿轮泵、比例电磁阀和离合器的动力学模型;利用灵敏度分析法探究内外部参数对液压系统压力与效率的影响程度,确定液压系统的主要优化变量;根据换挡控制策略中各电磁阀与离合器的需求油压,设计控制器对液压系统的压力进行跟踪;以换挡冲击度和摩擦副的滑摩功为优化目标,以换挡时间为约束条件,利用遗传算法在参数允许的范围内对液压系统主要优化变量进行寻优,完成自动变速箱执行机构的换挡品质改善及正向优化设计。
背景技术
随着工程机械研发与生产技术的日益成熟及应用场景的逐渐扩大,装载机等高端工程机械装备的需求也逐步增多,而液力变速箱是高端机械装备的关键零部件,其设计与优化过程不仅能够提高系统的性能与效率,改善运行能量与生产成本的消耗,也能够提高执行机构的可靠性与稳定性,降低系统的冲击度与滑摩功。因此设计与优化环节是整车研发与生产过程中的重中之重,同时也为搭载机械式自动变速箱或新能源装载机的研究与产业化提供参考。目前常见的优化设计方法根据优化方式的角度可分为:试验法、仿真模拟法和智能优化算法等。其中,试验法一般通过设计合适的试验方案,并对不同参数变化后性能数据进行测量与分析来完成最佳组合参数的选择,尽管试验法能够较为直观且可靠地选择最优参数,但多次开展试验过程需要投入大量的时间与资源成本。仿真模拟法致力于利用专业软件搭建系统的物理或数学模型,通过不断调整模型参数来进行模拟和优化,虚拟模型的仿真模拟能够降低系统设计与试验过程中的成本消耗,但手动调参的过程使其优化效率较低。基于智能算法的优化方法通过设定目标函数与边界条件,结合先进的智能算法来高效地搜索最佳的参数,但繁多的控制与设计参数及其耦合关系影响其优化效果。因此,需要综合考虑自动变速箱执行机构的动态响应特性,对现有的基于智能算法的优化方法进行改进,对参数进行灵敏度分析以探寻主要优化变量,最终实现自动变速箱执行机构参数的优化设计。
实现思路