刘颜华
精诚工科汽车系统有限公司，河北 保定 071000
摘要：不断提升的物质生活水平使汽车已经成为日常出行不可或缺的交通工具，随着人们对绿色环保节能等理念的认可程度及行车安全需求的不断提高，为汽车发展带来了机遇和挑战，汽车连杆机械作为汽车的重要构成部分，考虑到其机构组成，需对包括发动机等在内的连杆技术性的连接（包括连杆体、连杆盖、连杆轴等）及系统化的控制进行优化和完善。基于此，本文主要对汽车连杆机械传动控制系统的设计与实现进行分析探讨。
关键词：汽车连杆；机械传动；控制系统；设计与实现
1需求分析
汽车发动机输出传动功能需通过使用连杆机械实现，在转轴输出中连杆机械同样发挥重要作用，作为汽车车体的重要机械部件，汽车连杆机械需既满足汽车传动的动力需求，又要兼顾节能环保要求，除了在生产过程中确保质量及节能环保功能的实现，还需重视对汽车连杆机械传动控制系统的设计和优化，目前对于绿色发动机连杆的研究正在不断深入，为汽车行业走向节能环保提供有利的发展条件，汽车连杆机械的动力装置通过采用绿色发动机连杆无疑对改进能源需求提供强大的支撑，在未来汽车机械拉杆制造中，基于自动节能传动控制系统的汽车连杆机械制造仍是产业发展的主流。
优化控制汽车连杆机械传动系统已经成为确保连杆稳态工作的关键手段之一，设计与优化相关控制系统的方法已经成为领域内的研究重点之一。针对汽车连杆机械的传动过程通过自适应控制律及控制系统设计过程的有效结合，可使传动控制品质得以有效提升，自动节能传动特性会受到实际荷载变化情况的影响，因此需以不同荷载为依据完成自动节能传动特性的提取，再结合运用信息融合及特征分析方法实现监测与控制自动节能传动特性，针对连杆机械自动节能传动以模糊PID和反演控制作为主要控制方法，但这些传统方法在传动控制过程中难以有效避免稳态误差的出现。因此本文对连杆自动节能传动控制方法进行了优化，完成了被控对象及控制约束参量模型的构建及控制系统硬件（结合嵌入式和DSP设计技术）的设计，通过运用结构模糊PID对控制律进行优化设计，并通过采用误差反馈补偿有效避免了稳态误差问题，使连杆机械传动控制系统的性能得到进一步优化，系统控制电路的控制核心板选用了ARM9处理器。
2被控对象及约束参量模型的构建
2.1控制对象总体建模
目前绿色环保已成发展经济和科技的追求目标，汽车电池或生物燃料的发展为汽车产业的绿色节能发展提供了支撑，为满足节能环保的需求，汽车各单元模块也将逐步向节能环保过渡。对汽车连杆机械传动控制进行优化的目的在于使汽车整体减震性能、汽车平稳的动力输出功能及传动功能得以有效提升。汽车连杆机械的实际工作状况主要通过处于工作状态的连杆机械的传动特性进行反馈，为顺应绿色环保的发展趋势，本文主要对汽车连杆机械自动节能传动控制系统进行了研究，通过优化设计传动控制过程实现汽车连杆机械效率及稳定性的有效提高。
针对汽车连杆机械需首先完成对其关键信息的有效采集和测量（主要包括工作物理环境参量信息），自动节能传动控制系统的硬件构成则以控制律和控制算法为依据，并结合运用嵌入式和DSP设计技术，通过传感器模块的使用完成采集控制集成信息过程，控制指令的加载过程则通过引入中央控制模块（在 DAQ－STC 上）实现，控制电路的控制核心板选用了ARM9处理器，由2片SDRAM（宽度为16bit，32M）构成核心控制芯片，同外部设备通过 AMBA 总线接口相连。
为提高自动节能传动控制过程的稳定性提供基础支撑，连杆机械的自动节能传动特征通过敏感元件及相关传感器设备完成采集后，如何在优化设计控制系统初始阶段在系统的信息处理端输入已采集的机械参数后，使用相关算法（包括LMNN算法及自适应控制）对其进行智能控制处理，接下来通过程序加载器在传动系统的执行器中输入处理后形成的相应控制指令，从而使自动控制汽车连杆机械过程得以有效实现，针对自动节能传动控制对象构建的模型如图1所示（通过使用Smith模型完成）。
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图1自动节能传动控制结构模型
2.2被控对象模糊控制方程的建立
对控制律则通过模糊PID变结构控制方法的使用完成优化设计。再对连杆机械可能出现的误差通过运用小扰动积分补偿进行跟踪，从而使其输出稳态误差得以有效降低，据此得出的描述被控对象状态的方程表达式如下
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3系统测试与结果分析
为检测本文所设计的传动控制系统的性能，通过仿真实验对其功能效果进行验证，针对连杆机械自动节能传动控制过程通过使用 Visual DSP 完成联合仿真平台的搭建过程，在Simulink仿真平台上对已建立的硬件功能进行测试，实验中控制算法通过使用Matlab完成设计，具体实验参数为：仿真时长为12s，力学参数采样间隔为0.2s，连杆传动的初始状态为X=［0.12 0.25 0.15 0.45］T，控制迭代补偿为20，以仿真参量设定为依据完成连杆传统控制仿真过程，采用不同方法对控制误差效果进行测试和对比，结果如图2所示，由图中的控制性能曲线可知本文设计的自动节能传动控制方法控制的误差较低，具有较高的控制品质，达到了控制误差的目的，有效提高了自动节能传动控制过程的稳定性和收敛性，具有较高的可行性和实际应用价值。
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图2控制误差对比结果
4结束语
为满足能源节约及发展绿色产业对汽车连杆稳态工作的需求（包括传动的稳定性、平稳的动力输出、汽车整体减震效果等方面），优化控制连杆机械传动系统具有较高的应用价值，本文主要研究了实现优化汽车连杆机械自动节能传动控制的方法，在完成被控对象和约束参量模型构建的基础上，通过使用变结构模糊 PID 对自适应控制律及控制系统硬件进行优化，从而使连杆传动控制品质得以有效提升，实验测试结果表明本文所设计的连杆自动节能传动控制方法在降低控制误差的同时提高了控制效果，有效提高了控制系统的稳定性和收敛性。
参考文献：
[1]张秀艳,代小军.缸套压装机的压装力设计计算和功能运作分析[J].机械工程师,2014(1):112-113.