一种缓速器扭矩特性计算模型的建立方法技术

本发明专利技术公开了一种缓速器扭矩特性计算模型的建立方法。通过获取液力缓速器气压、传动轴转速和扭矩等控制参数，以MATLAB/Simulink为工具对参数进行深入分析，研究不同类型缓速器扭矩特性曲线的最优拟合算法。将缓速器扭矩特性数据应用于RCU(Retarder Control Unit)控制模型，搭建缓速器扭矩特性计算模型，实现扭矩的可靠计算，达到精确控制和反馈的效果。基于缓速器扭矩特性计算模型，搭建全类型缓速器档位计算模型，满足整车制动系统联动缓速器控制扭矩数据的需求，有效提升缓速器匹配整车的制动性能，进而实现缓速器产品的升级优化，一方面有助于日后其他类型液力缓速器产品的研发，另一方面有利于赢得客户良好口碑，使公司的品牌形象和市场份额不断提升。

A method for establishing torque characteristic calculation model of Retarder

The invention discloses a method for establishing a torque characteristic calculation model of a retarder. By acquiring control parameters such as pressure, speed and torque of hydraulic retarder, and using MATLAB/Simulink as a tool, the parameters are analyzed in depth, and the optimal fitting algorithm of torque characteristic curves of different types of retarders is studied. The data of retarder torque characteristics are applied to RCU (Retarder Control Unit) control model, and the calculation model of retarder torque characteristics is built. The reliable calculation of torque is realized, and the effect of accurate control and feedback is achieved. Based on the calculation model of retarder's torque characteristic, the calculation model of retarder's gear position is set up to satisfy the demand of control torque data of Retarder in braking system, effectively improve the braking performance of retarder matching the whole vehicle, and then realize the upgrading and optimization of retarder products. On the one hand, it is helpful to other types of hydraulic retarder in the future. On the other hand, the research and development of speeder products is conducive to winning a good reputation of customers, so that the company's brand image and market share continue to improve.

【技术实现步骤摘要】
一种缓速器扭矩特性计算模型的建立方法
本专利技术属于车辆制动
，具体涉及一种缓速器扭矩特性计算模型的建立方法。
技术介绍
液力缓速器较其它辅助制动(发动机制动，电涡流缓速器)，具有制动力矩大，制动平稳，噪声小，寿命长等优点，可实现恒速和分级制动功能，能有效减少主制动的压力。目前，国外液力缓速器技术相对成熟，但是成本较高，因此国内主机厂商未能进行大规模的匹配。为进一步提升液力缓速器产品的性能，满足整车制动系统联动缓速器控制扭矩数据的需求，需要将缓速器扭矩特性数据应用到控制模型中。扭矩特性曲线亦称外特性曲线，指的是气压-转速-扭矩关系曲线，它可以从一定层面上反映缓速器的一些性能和特点。通过台架实验能够测定液力缓速器在汽车上的工作情况，并获取控制系统的一些重要参数，如气压、转速、扭矩等，提取并分析这些控制参数能够使扭矩计算和压力计算的结果更加可靠，从而准确地实现制动力控制和反馈，进而有效地提升缓速器匹配整体的制动性能。但由于台架实验数据较为复杂、不便使用，因此需要基于先进的数据算法及仿真工具来研究不同类型缓速器扭矩特性曲线的最优拟合算法，进而搭建缓速器扭矩特性计算模型，实现扭矩的可靠计算，从而实现联动控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种缓速器扭矩特性计算模型及其建立方法与应用。本专利技术通过将台架实验测得气压、转速和扭矩数据值输入至MATLAB/Simulink中，建立缓速器扭矩特性计算模型，并进一步构建全类型缓速器档位计算模型。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种缓速器扭矩特性计算模型的建立方法，包括以下步骤：(1)采集数据信号：通过实验采集气压、转速和扭矩的数据信号；每一个气压采集N组转速和扭矩的数据信号，共采集M个气压下的转速和扭矩的数据信号；M和N均为大于1的整数；(2)信号预处理：将步骤(1)采集到的数据信号滤除脉冲噪声，减少振动信号中的高频随机噪声，得到M个滤波后数据组；每一个数据组包括设定气压值下测得的N组转速值及其对应的扭矩值；(3)曲线拟合：从滤波数据中提取特征点，基于特征点拟合不同气压下，每一条转速和扭矩的关系曲线，同一气压对应N组曲线；选取并记录每一个气压对应的拟合程度最佳的扭矩特性曲线，共记录M个最佳的扭矩特性曲线；(4)数值计算：根据步骤(3)记录的M个最佳扭矩特性曲线，计算目标气压范围及目标转速范围内的扭矩值，将结果记录在数据表中；(5)模型建立：将步骤(4)记录的数据表导入至MATLAB/Simulink中，通过三维制表，建立缓速器扭矩特性计算模型，缓速器扭矩特性计算模型还设定有插值查表功能。本专利技术的进一步改进在于：优选的，步骤(1)中采用台架实验采集气压、转速和扭矩的数据值。优选的，步骤(2)中选用中值滤波滤除脉冲噪声；选用五点三次滤波和MATLAB中的smooth平滑滤波减少混入振动信号中的高频随机噪声。优选的，步骤(2)中选用moving移动平均法进行smooth平滑滤波，滤波窗口长度为15。优选的，步骤(3)中选用MATLAB的CurveFittingToolbox拟合不同气压下每一条的转速和扭矩关系曲线；依次通过目视检查、验证和回归评价指标评价三个步骤选取最佳的扭矩特性曲线。优选的，步骤(3)中CurveFittingToolbox工具拟合扭矩特性曲线时，回归评价指标包括R平方、误差平方和、均方根误差和自由度；记录时，每一条最佳拟合曲线对应有一个1*1的cfit量，同时对应有一个自定义名称，共M个cfit量，均保存在mat文件中。优选的，步骤(4)中扭矩值的计算方法为：用户自定义输入传动轴转速和气压，若气压小于步骤(1)实验中最低气压值，利用线性比例关系计算扭矩值；若气压大于步骤(1)实验中最高气压值，通过边界法计算出最高气压对应的扭矩值；若气压值在实验的气压范围内，通过步骤(3)得到的最佳扭矩特性曲线计算对应扭矩值；计算过程通过M文件执行。优选的，步骤(4)中目标气压范围为：0-300KPa，目标转速范围为：0-1800rpm。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术公开了一种缓速器扭矩特性计算模型的建立方法，通过将实验测得的气压、转速和扭矩的数据信号滤除噪声后，进行曲线拟合得出每一个气压下的最佳扭矩特性曲线，同时将计算出的扭矩值记录在数据表中，将得到的数据表通过MATLAB/Simulink中三维制表和插值查表，建立缓速器扭矩特性计算模型。本专利技术旨在提取并分析气压、转速和扭矩这些控制参数，使扭矩计算的结果更加可靠，从而准确地实现制动力控制和反馈，有效地提升液力缓速器匹配整车的制动性能。本专利技术以MATLAB/Simulink为工具，深入研究缓速器扭矩特性曲线的拟合算法，建立缓速器扭矩特性计算模型，立足于通过对缓速器扭矩的精确控制与计算来提高产品的可靠性和稳定性，进而实现缓速器产品的升级优化，一方面有助于日后其他类型液力缓速器产品的研发，另一方面有利于赢得客户良好口碑，使公司的品牌形象和市场份额不断提升。进一步的，本专利技术的滤波过程分为两个阶段，第一阶段选用中值滤波滤除脉冲噪声，第二阶段选用五点三次滤波或smooth平滑滤波减少高频随机噪声。采集到的数据信号未处理前毛刺较大，中值滤波对脉冲噪声有良好的滤除效果，特别是在滤除噪声的同时，能够保护信号的边缘，使之不被模糊。五点三次滤波能够去除小毛刺且不改变曲线变化规律，当使用五点三次滤波去除噪声后，曲线仍存在细微毛刺，选用smooth平滑滤波进一步去除毛刺，对曲线进行滤波。进一步的，本专利技术通过CurveFittingToolbox工具拟合不同气压下转速和扭矩的关系曲线；拟合出每一个气压下的N条转速和扭矩关系曲线后，首先目视检查拟合出的曲线与数据点的重合情况，筛选出重合度良好的，再利用回归评价指标中的R平方、误差平方和等统计评价参数，选择出拟合度最好的曲线作为最佳的扭矩特性曲线；选出来的每一条最佳拟合曲线对应有一个cfit量，保存在MATLAB的mat文件中，cfit量包含有每一条最佳拟合曲线的拟合方程及其系数。进一步的，建立缓速器扭矩特性计算模型时，通过上述步骤拟合出的最佳拟合曲线计算出气压范围在0-300Kpa，转速范围在0-1800rpm之间的扭矩；具体算法以输入气压为分界线，将输入的转速值和气压值通过不同的算法得出扭矩值；用户输入的气压和转速小于实验范围时，通过线性比例关系计算扭矩值；用户输入的气压和转速大于实验范围时，通过取边界值的方法直接输出最大扭矩值；在精确计算扭矩值的同时，保证输出的最大扭矩不会超过缓速器的额定最大扭矩；实际使用时，用户只需输入气压和转速值，模型通过插值查表的方式即可精确得到缓速器的扭矩值，计算速度快，且能够达到精确控制和反馈的效果。【附图说明】图1为本专利技术的扭矩特性计算模型图；图2为本专利技术的扭矩特性计算模块图；图3为本专利技术的全类型缓速器档位计算模型图；图4为本专利技术的全类型缓速器扭矩特性计算模块图；图5为本专利技术的扭矩百分比转化模块图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：本专利技术公开的缓速器扭矩特性计算模型的建立方法，包括以下步骤：(1)采集信号：每一台缓速器有一定的工作气压范围、转速范围和扭矩范围；通过台本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缓速器扭矩特性计算模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采集数据信号：通过实验采集气压、转速和扭矩的数据信号；每一个气压采集N组转速和扭矩的数据信号，共采集M个气压下的转速和扭矩的数据信号；M和N均为大于1的整数；(2)信号预处理：将步骤(1)采集到的数据信号滤除脉冲噪声，减少振动信号中的高频随机噪声，得到M个滤波后数据组；每一个数据组包括设定气压值下测得的N组转速值及其对应的扭矩值；(3)曲线拟合：从滤波数据中提取特征点，基于特征点拟合不同气压下，每一条转速和扭矩的关系曲线，同一气压对应N组曲线；选取并记录每一个气压对应的拟合程度最佳的扭矩特性曲线，共记录M个最佳的扭矩特性曲线；(4)数值计算：根据步骤(3)记录的M个最佳扭矩特性曲线，计算目标气压范围及目标转速范围内的扭矩值，将结果记录在数据表中；(5)模型建立：将步骤(4)记录的数据表导入至MATLAB/Simulink中，通过三维制表，建立缓速器扭矩特性计算模型，缓速器扭矩特性计算模型还设定有插值查表功能。

【技术特征摘要】
1.一种缓速器扭矩特性计算模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采集数据信号：通过实验采集气压、转速和扭矩的数据信号；每一个气压采集N组转速和扭矩的数据信号，共采集M个气压下的转速和扭矩的数据信号；M和N均为大于1的整数；(2)信号预处理：将步骤(1)采集到的数据信号滤除脉冲噪声，减少振动信号中的高频随机噪声，得到M个滤波后数据组；每一个数据组包括设定气压值下测得的N组转速值及其对应的扭矩值；(3)曲线拟合：从滤波数据中提取特征点，基于特征点拟合不同气压下，每一条转速和扭矩的关系曲线，同一气压对应N组曲线；选取并记录每一个气压对应的拟合程度最佳的扭矩特性曲线，共记录M个最佳的扭矩特性曲线；(4)数值计算：根据步骤(3)记录的M个最佳扭矩特性曲线，计算目标气压范围及目标转速范围内的扭矩值，将结果记录在数据表中；(5)模型建立：将步骤(4)记录的数据表导入至MATLAB/Simulink中，通过三维制表，建立缓速器扭矩特性计算模型，缓速器扭矩特性计算模型还设定有插值查表功能。2.根据权利要求1所述的一种缓速器扭矩特性计算模型的建立方法，其特征在于，步骤(1)中采用台架实验采集气压、转速和扭矩的数据值。3.根据权利要求1所述的一种缓速器扭矩特性计算模型的建立方法，其特征在于，步骤(2)中选用中值滤波滤除脉冲噪声；选用五点三次滤波和MATLAB中的smooth平滑滤波减少混入振动信号中的高频随机噪声。4.根据权利要求3所述的一种缓速器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张咏冰，马东闯，
申请(专利权)人：陕西法士特齿轮有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61