【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及復雜產品優化設計領域，特別是涉及一種基于多學科設計優化的自動變速器設計方法、系統及介質。
技術介紹
1、大功率自動變速器是現代汽車中至關重要的組件之一，對汽車性能起著至關重要的作用。它們承擔著將發動機產生的動力傳輸到車輪，并在不同速度和負載條件下調整車輛傳動比例的任務。這不僅直接影響了車輛的加速性能和燃油效率，還關系到了車輛的駕駛舒適性和穩定性。
2、考慮到大功率自動變速器設計具有多變量、多學科以及耦合高的設計特點。因此，設計過程中需要綜合考慮眾多因素，并面對這些因素之間的相互影響和復雜的耦合關系。此外，變速器設計涉及多個領域，各領域之間的交叉影響增加了設計的難度，這些使得設計挑戰大幅增加。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種基于多學科設計優化的自動變速器設計方法、系統及介質，采用多學科設計優化方法實現自動變速器的設計，降低動變速器的設計難度，提高自動變速器的性能。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了如下方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，所述自動變速器設計方法包括如下步驟：
4、根據自動變速器的各個組成結構確定自動變速器設計過程中涉及的學科；
5、根據自動變速器設計過程中涉及的學科，確定各個學科級的設計變量、設計目標和約束條件，及系統級的設計變量、設計目標和約束條件；
6、根據各個學科級的設計變量、設計目標和約束條件，及系統級的設計變量、設
7、根據各個學科級的設計變量、設計目標、約束條件和優化方法，生成各個學科級的擴展結構設計矩陣，并根據系統級的設計變量、設計目標、約束條件和優化方法，生成系統級的擴展結構設計矩陣；
8、分別將各個學科級的擴展結構設計矩陣及系統級的擴展結構設計矩陣映射填充到代碼模板中，生成自動變速器優化設計的程序代碼，進行自動變速器的優化設計。
9、可選的，自動變速器設計過程中涉及的學科包括變矩器學科、行星變速學科、液壓學科和電控學科。
10、可選的，根據各個學科級的設計變量、設計目標和約束條件，及系統級的設計變量、設計目標和約束條件，確定各個學科級的優化方法及系統級的優化方法，具體包括：
11、變矩器學科的優化方法為：根據不同型號變矩器與發動機的匹配程度，選取變矩器的型號；
12、行星變速學科的優化方法為：
13、采用配齒因子計算方法和齒數計算方法，計算行星輪排的配齒因子及每個行星輪排的齒圈齒數、太陽輪齒數和行星輪齒數，制定多個初始行星齒輪設計方案；
14、分別對多個初始行星齒輪設計方案進行齒輪強度校核、操縱件校核和連接件強度校核，獲得校核通過的初始行星齒輪設計方案，作為備選行星齒輪設計方案；
15、基于總體匹配優化目標函數選取最優的備選星齒輪設計方案，作為最終行星齒輪設計方案；
16、液壓學科的優化方法為：
17、構建液壓學科代理模型對液壓系統進行設計；
18、電控學科的優化方法為：
19、根據變矩器的型號、最終行星齒輪設計方案以及不同油門開度、不同擋位車速曲線，計算得出換擋點，并控制設計好的液壓系統充放油實現自動換擋；
20、系統級的優化方法為：
21、構建整車代理模型進行學科間的優化，并通過整車代理模型來評估優化結果。
22、可選的，根據不同型號變矩器與發動機的匹配程度，選取變矩器的型號的公式為：
23、max：tassess(kg)＝tassess1(kg)+tassess2(kg)
24、d.v.：kg
25、s.t.：t1≥1800
26、kg＝{1，2，3，4}
27、其中，tassess(kg)為型號kg的變矩器與發動機的匹配程度，tassess1(kg)為型號kg的變矩器的怠速性能的判斷函數，當第一特征點位于發動機的最大扭矩點右側時，tassess1(kg)的值為1，否則為0，第一特征點為變矩器轉速比為0時的特性曲線與發動機外特性曲線的交點，tassess2(kg)為型號kg的變矩器的渦輪軸扭矩的判斷函數，當第二特征點處型號kg的變矩器的渦輪軸扭矩大于發動機最大扭矩的1.15倍時，tassess2(kg)的取值為1，否則為0，第二特征點為變矩器工作效率為80％時的特性曲線與發動機外特性曲線的交點。
28、可選的，總體匹配優化目標函數為：
29、
30、d.v.：casenum
31、s.t.：vmax≥120
32、gdmax≥35
33、t1≤6
34、t2≤12
35、其中，f(casenum)為總體匹配優化目標函數，casenum為備選星齒輪設計方案中的設計變量，vmax、gdmax、t1和t2分別為最高車速、最大爬坡度、起步加速特性和超車加速特性，和分別為歸一化后的最高車速、最大爬坡度、起步加速特性和超車加速特性，a0、a1、a2和a3分別為歸一化后的最高車速、最大爬坡度、起步加速特性和超車加速特性的權重。
36、可選的，所述液壓學科代理模型通過對lstm神經網絡模型訓練獲得，所述液壓學科代理模型為表征液壓系統中的設計變量與壓力之間關系的模型。
37、可選的，所述整車代理模型通過對卷積神經網絡模型訓練獲得，所述整車代理模型的輸入包括變矩器和行星齒輪的結構參數、液壓系統輸出的壓力曲線參數及電控系統的電流曲線參數，所述整車代理模型的輸出包括換擋沖擊度。
38、可選的，對電控系統進行設計的目標函數為：
39、min：impact＝f(c4，c5，zr，zp，zs，...，ton，toff)
40、d.v.：kg，zr，zs，m，np，d1_ebv，...
41、s.t.：sh-1≥0，sf-1≥0，sb-1≥0
42、vmax-120≥0，gdmax-35≥0
43、t1≤6，t2≤12
44、其中，impact為構建整車代理模型對電控系統進行設計的目標函數，f()為整車代理模型，c4、c5為液壓系統中對換擋沖擊度有影響的兩個離合器，zr、zp和zs分別為行星齒輪的齒圈齒數、行星輪齒數和太陽輪齒數，ton為快充啟動的時間，toff為快充關閉的時間，kg為變矩器的型號，m為行星齒輪的模數，np為泵輪轉速，d1_ebv為液壓系統的回油背壓閥閥芯主直徑，sh為齒面接觸疲勞強度安全系數，sf為齒根彎曲疲勞強度安全系，sb為膠合強度安全系數，vmax、gdmax、t1和t2分別為最高車速、最大爬坡度、起步加速特性和超車加速特性。
45、第二方面，本專利技術提供一種計算機系統，包括：存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，其特征在于，所述自動變速器設計方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，其特征在于，自動變速器設計過程中涉及的學科包括變矩器學科、行星變速學科、液壓學科和電控學科。
3.根據權利要求2所述的基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，其特征在于，根據各個學科級的設計變量、設計目標和約束條件，及系統級的設計變量、設計目標和約束條件，確定各個學科級的優化方法及系統級的優化方法，具體包括：
4.根據權利要求3所述的基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，其特征在于，根據不同型號變矩器與發動機的匹配程度，選取變矩器的型號的公式為：
5.根據權利要求3所述的基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，其特征在于，總體匹配優化目標函數為：
6.根據權利要求3所述的基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，其特征在于，所述液壓學科代理模型通過對LSTM神經網絡模型訓練獲得，所述液壓學科代理模型為表征液壓系統中的設計變量與壓力之間關系的模型。
7
8.根據權利要求3所述的基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，其特征在于，對電控系統進行設計的目標函數為：
9.一種計算機系統，包括：存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序以實現權利要求1-8中任一項所述的自動變速器設計方法。
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該計算機程序被處理器執行時實現權利要求1-8中任一項所述的自動變速器設計方法。
...【技術特征摘要】
1.一種基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，其特征在于，所述自動變速器設計方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，其特征在于，自動變速器設計過程中涉及的學科包括變矩器學科、行星變速學科、液壓學科和電控學科。
3.根據權利要求2所述的基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，其特征在于，根據各個學科級的設計變量、設計目標和約束條件，及系統級的設計變量、設計目標和約束條件，確定各個學科級的優化方法及系統級的優化方法，具體包括：
4.根據權利要求3所述的基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，其特征在于，根據不同型號變矩器與發動機的匹配程度，選取變矩器的型號的公式為：
5.根據權利要求3所述的基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，其特征在于，總體匹配優化目標函數為：
6.根據權利要求3所述的基于多學科設計優化的自動變速器設計方法，其特征在于，所述液壓學科代...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郝佳，孫治斌，賈良躍，李作軒，鄧若凡，劉炳毅，牛紅偉，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：
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