A two-phase control algorithm for gear-shifting in a novel multi-speed transmission for electric vehicles

M. Roozegar; J. Angeles

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A two-phase control algorithm for gear-shifting in a novel multi-speed transmission for electric vehicles

机译：电动汽车新型多速变速器中用于换档的两相控制算法

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In light of the current low energy-storage capacity of electric batteries, multi-speed transmissions (MSTs) are being considered for applications in electric vehicles (EVs), since MSTs decrease the energy consumption of the EV via gear-shifting. Nonetheless, swiftness and seamlessness are the major concerns in gear-shifting. This study focuses on developing a gear-shifting control scheme for a novel MST designed for EVs. The main advantages of the proposed MST are simplicity and modularity. Firstly, the dynamics model of the transmission is formulated. Then, a two-phase algorithm is proposed for shifting between each two gear ratios, which guarantees a smooth and swift shift. In other words, a separate control set is applied for shifting between each gear pair, which includes two independent PID controllers, tuned using trial-and-error and a genetic algorithm (GA), for the two steps of the algorithm and a switch. A supervisory controller is also employed to choose the proper PID gains, called PID gain-scheduling. Simulation results for various controllers and conditions are reported and compared, indicating that the proposed scheme is highly promising for a desired gear-shifting even in the presence of an unknown external disturbance.

机译：鉴于当前电池的低能量存储容量，考虑将多速变速器（MST）用于电动车辆（EV）中，因为MST通过变速来降低EV的能量消耗。尽管如此，快速和无缝是换挡的主要问题。这项研究的重点是为电动汽车设计的新型MST开发变速控制方案。提议的MST的主要优点是简单和模块化。首先，建立了变速器动力学模型。然后，提出了一种用于在两个齿轮比之间进行换档的两阶段算法，该算法可确保平稳而快速的换档。换句话说，将单独的控制集应用于每个齿轮对之间的换档，其中包括两个独立的PID控制器，使用试错法和遗传算法（GA）对其进行调整，以实现算法的两个步骤和一个开关。还使用监督控制器来选择适当的PID增益，称为PID增益调度。报告并比较了各种控制器和条件的仿真结果，表明即使在未知外部干扰的情况下，所提出的方案对于所需的换档也很有希望。

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来源
《Mechanical systems and signal processing》 |2018年第may1期|145-154|共10页
作者
M. Roozegar; J. Angeles;
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作者单位

Centre for Intelligent Machines (CIM), Department of Mechanical Engineering, McGill University, Montreal, Canada;

Centre for Intelligent Machines (CIM), Department of Mechanical Engineering, McGill University, Montreal, Canada;

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原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
Gear-shifting control algorithm; Multi-speed transmission; PID gain-scheduling; Genetic algorithm; Supervisory control; Electric vehicle;

机译：变速控制算法;多速变速箱;PID增益调度;遗传算法监督控制;电动车;

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