臧彦升[1]2008年在《磁流变阻尼器减振控制算法研究》文中研究指明磁流变阻尼器具有阻尼连续可调、动态范围宽、响应速度快、功耗低等特点,现已成为振动控制中非常有应用前景的智能器件。在安装有磁流变阻尼器的减振系统中,通过改变阻尼器的阻尼力大小,可以实现系统的减振控制。由于磁流变阻尼器动力学特性十分复杂,具有典型的非线性特性,目前描述它的力学模型以及能充分发挥其耗能减振的控制算法还不完善。因此对磁流变阻尼器、典型减振系统及其控制算法进行的研究非常有意义。本文利用理论分析和数值仿真的方法,对磁流变阻尼器的力学模型、减振系统动力学特性以及减振控制算法的设计与实现进行了研究。为磁流变阻尼控制系统的设计建立了一套较为完整的研究方法。具体工作包括以下几个方面:(1)磁流变阻尼器的建模及其特性研究。应用流体力学理论,利用非牛顿流体Bingham模型和磁流变阻尼器表现出的非线性特性,参考相关材料的实验数据,提出了一种较为准确、实用的磁流变阻尼器非线性滞回模型。利用该模型绘制和分析了不同外加磁场(通过施加电流实现)、不同频率和阻尼力之间的关系曲线,为磁流变阻尼器的设计和性能预测提供了参考,同时也为减振控制系统的设计提供了较精确的模型。(2)磁流变阻尼减振控制系统及其动力学特性研究。建立了减振系统模型和基于磁流变阻尼器的减振控制系统模型,运用等效线性化方法描述了磁流变阻尼器模型。通过对系统幅频特性的理论推导与数值仿真,深入研究了系统的动力学特性。从理论上证明了磁流变阻尼技术在减振控制系统中的应用是可行的。(3)磁流变阻尼器减振控制算法的设计和仿真。本文用PID控制算法实现了磁流变阻尼减振控制、设计了磁流变阻尼模糊控制器、提出了基于磁流变阻尼器的定阻尼控制算法、改进的天棚阻尼控制算法。通过数值仿真验证了控制算法的可行性,并对各种控制算法进行了比较分析。最后,对全文工作进行了总结,介绍了论文的特色和创新之处,指出了今后工作有待深入研究的问题。
胡杰辉[2]2007年在《磁流变阻尼半主动控制系统研究》文中认为目前，振动控制技术在理论和工程应用方面都得到了迅猛发展。半主动控制以其控制效果接近主动控制而仅需极小能源的优点而成为近年来振动控制研究的热点之一。磁流变液是近年来已取得长足发展的智能材料，以其开发的磁流变阻尼器具有结构简单、阻尼力连续可调、反应迅速、出力大、能耗小等优点，成为新一代的变阻尼半主动控制器件，应用前景非常广阔。本文对磁流变阻尼器在半主动控制方面的应用进行了研究。首先，简述了磁流变阻尼器的工作原理和应用范围。建立了磁流变阻尼器的理论模型和试验模型。以半主动悬挂系统为控制对象，研究了磁流变阻尼半主动控制系统的控制结构形式及控制策略。基于Simulink对控制系统进行了仿真研究，验证半主动控制策略控制效果。最后，提出了控制系统的设计方案及试验方案。
唐泳波[3]2011年在《磁流变液研究与磁流变柔性夹具结构设计》文中提出随着机械工业的迅速发展,制造系统柔性化成为其中一个重要发展方向。如何发展夹具柔性化已成为了现代制造的一个重要研究课题,越来越受到重视。本文结合柔性夹具的技术要求和磁流变液响应快、可逆、能耗低、易于控制,以及气压传动系统的特点,提出了一种新型的采用模块化磁流变阻尼顶针作为定位装置,气压传动系统为夹紧装置的柔性夹具的结构。论文结合柔性夹具的应用特点,对适用于柔性夹具的磁流变液、磁流变阻尼顶针结构和阻尼力特性、用于夹紧装置的气压传动系统以及柔性夹具整体结构等几个方面进行了设计、理论分析及实验研究。主要的研究内容如下：1.分析了磁流变液的组分特性和流变机理；研究了铁磁颗粒体积含量、硅油粘度和添加剂的体积含量对磁流变液的沉降性和剪切屈服应力的影响。然后利用单因素实验方法,从6种常用添加剂中优选了防沉降性较好的新型添加剂组合—酞酸脂偶联剂和硅烷偶联剂,并深入探讨了硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的作用机理。最后,根据试验得出的结论,结合柔性夹具应用的需要,采用正交实验法,成功研制了一种剪切屈服强度高、沉降稳定性良好的新型磁流变液。2.结合柔性夹具的设计原理,应用模块化磁流变阻尼顶针结构定位,制定了用于薄壁加工的柔性夹具的整体设计方案。3.确定了磁流变阻尼顶针的工作模式,初步设计磁流变阻尼器的结构,设计了阻尼器的磁路,然后建立了参数化的顶针有限元模型,以磁流变顶针的阻尼力为优化目标,在软件ANSYS中对顶针的结构进行了优化。在优化结果的基础上设计制作了磁流变阻尼顶针单元。仿真分析了磁流变阻尼顶针的阻尼力性能,并灌装自制磁流变液为例,对顶针的阻尼力进行了测量,实验结果表明,优化后的顶针可获得的实验阻尼力特性与仿真阻尼力特性基本吻合,为顶针的工程应用提供了参考。4.介绍夹紧装置的组成与夹紧力的确定,根据项目的需要及夹紧装置的优缺点,选定了气压传动系统作为柔性夹具的夹紧装置,然后阐述了气压传动的原理、拟定气压系统的方案,设计应用于柔性夹具的气压传动系统,并对其关键参数进行计算,完成了柔性夹具设计的重要一部分。
周来军[4]2016年在《多级悬挂多目标主动减振关键问题研究》文中认为在人类的日常生活以及生产活动过程中,机械系统振动主要是双层结构甚至是多层结构,比如货车座椅、洗衣机减振机构、高速列车转向架悬挂系统等。因此在复杂机械系统结构中通常会有减振结构的设计。对机械系统振动的多目标进行分析,控制和减小,可以有效地提高机械系统结构的运行品质,延长产品的使用寿命。高速列车和洗衣机是典型的多级悬挂振动系统,高速列车在转向架的上下级结构的振动关系列车的安全性和舒适性,洗衣机的内筒振动和箱体振动影响洗衣机的运行品质和人的舒适感。本文主要以高速列车和洗衣机为模型,对多层机械振动系统的多目标振动问题进行研究,并研制一款用于高速列车二系悬挂的减振系统,通过磁流变效应达到变刚度变阻尼的效果,在天棚＆地棚滑模控制策略的控制下,不仅对车体振动加速度能有效的减小,对转向架的振动也能很好的抑制；洗衣机振动模型的结构与高速列车有所类似,所不同的是洗衣机的振动来源主要是内筒高速旋转时偏心所带来的激励,在设计对洗衣机结构减振悬挂系统时,需要考虑洗衣机偏心时的振动形式,设计出的阻尼器的出力性能和结构设计也有所不同,根据振动系统所需要的减振效果设计出叁种不同结构和出力性能的阻尼器,并通过实验进行结构上的优化。研究多层级悬挂系统的振动,对系统多目标的减振,需要磁流变阻尼器的减振特性,也需要恰当的控制策略给磁流变阻尼器输入一定大小的电流,本文从振动的测试、分析和减振效果上综合研究多目标的减振特性。
涂田刚[5]2017年在《微纳米磁流变液及其在假肢膝关节中的应用研究》文中指出本文针对现有假肢膝关节结构庞大笨重、操作不灵活以及造价过高等问题,以现有的液压阻尼假肢膝关节机构为模板,研究了采用磁流变液阻尼器替代液压阻尼器来产生半主动可控阻尼的可行性,并对微纳米磁流变液磁的力学性能进行了理论和实验研究,从而进一步研制出性能更好的微纳米磁流变阻尼假肢膝关节。该研究的开展,不仅可以夯实和完善微纳米磁流变可控阻尼技术的理论基础,对磁流变阻尼技术的进一步应用也具有重要的意义。本论文完成的主要工作有:(1)针对肢体残疾患者对于可控阻尼假肢膝关节的需求,以人体运动时的瞬心轨迹与研究的假肢膝关节的轨迹匹配度为出发点,建立了四连杆假肢膝关节机构的数学模型,通过Matlab优化工具函数对假肢膝关节机构的运动参数进行了优化计算,得到了磁流变阻尼假肢膝关节机构的设计模型;(2)基于磁流变液阻尼器的可控阻尼效应,设计了基于微纳米磁流变阻尼假肢膝关节机构,并对其结构的合理性进行优化分析;(3)针对现有磁流变阻尼假肢膝关节的设计缺陷以及应用瓶颈,研制出一种新型的微纳米磁流变液,搭建了实验台,对其力学性能(主要是剪切力和法向应力)进行了研究,研究表明,在同等的外加条件下,微纳米磁流变液比磁流变液具备更好的力学性能。
余浩[6]2015年在《磁流变液阻尼器及其性能研究》文中提出磁流变液阻尼器是一种新型的半主动阻尼可控器件,其阻尼缸内的工作介质是磁流变液,磁流变液是一种由微米级磁性颗粒、载液以及添加剂等组成的悬浮液,在外加磁场的作用下可以在毫秒级的时间内变为半固态,因而可以用于控制输出的阻尼力。磁流变液阻尼器结构简单、可调范围宽、响应速度快、反应可逆和功耗低,在机械振动控制领域具有很好的应用前景。本文主要进行了以下几个方面的研究：(1)采用Bingham流体的粘塑性模型,从理论上研究了磁流变液阻尼器的设计参数对阻尼器输出阻尼力的影响,建立了磁流变液阻尼器的阻尼力计算模型,采用数值计算的方法,研究了阻尼力与外加磁场、剪切间隙之间的关系,为磁流变液阻尼器的设计提供了理论依据。(2)基于液压流体力学理论,设计了新型的磁流变液阻尼器及其密封结构,对阻尼器的磁路、活塞等参数进行了分析；采用有限元分析软件,对阻尼器内部的磁场进行了仿真研究,得到了磁流变液阻尼器内部磁场和外加电流之间的关系,为进一步磁流变液阻尼器的性能研究提供了理论依据。(3)采用丝杠传动系统、力传感器、步进电机以及数据采集系统,搭建了磁流变液阻尼器的性能测试平台；对搭建的测试平台进行了安装和调试；(4)通过改变阻尼器活塞的尺寸,从实验上研究了阻尼缸体内部剪切间隙对磁流变液阻尼器输出阻尼力的影响；通过改变阻尼器内励磁线圈中的电流强度,研究了不同的外加电流对阻尼器输出阻尼力的影响,研究结果为磁流变液阻尼器的进一步推广应用提供了实验依据。
宗路航[7]2013年在《磁流变阻尼器的动力学模型及其在车辆悬架中的应用研究》文中指出高速铁路对我国的经济发展起着重要作用,但随着车辆运行速度的不断提高,车辆的振动不断加剧,这对车辆的行车安全性及乘坐舒适性都产生极其不利的影响。同时随着汽车逐渐成为人们出行中必不可少的交通工具,人们对汽车的NVH (Noise, Vibration, Harshness)特性提出了更高的要求,它直接关系到汽车的乘坐舒适性。悬架是改善车辆行车安全性及乘坐舒适性的关键部件之一。基于磁流变阻尼器的半主动悬架在控制效果上接近主动悬架,并且具有结构简单、能耗小、响应快和失效安全性高等特点,目前已成为车辆振动控制领域的研究热点。但磁流变半主动悬架技术还远未成熟,许多理论与应用问题仍需要进一步研究。为此,本文以降低汽车和高速列车的振动为目标,采用理论分析、数值仿真和实验研究相结合的方法,研究了磁流变阻尼器的动力学模型和半主动控制策略。具体工作包括以下几方面：1、磁流变阻尼器的动力学建模。目前考虑激励性质的磁流变阻尼器动力学模型并不多,而考虑滞环非线性且适合于实际控制应用的逆向模型则更少。本文从模型准确性、简单性、适应性和可逆性等实际应用需求出发,提出了电流-激励依赖的扩展的双曲正切模型和简化的双曲正切模型,为设计更加有效的半主动控制器打下基础。利用MTS测试系统分别测试了内通道式和旁通道式两种不同结构和尺寸的磁流变阻尼器的动力学特性,分析了控制电流和激励性质对阻尼力-速度特性的影响。在此基础上,提出了电流-激励依赖的扩展的双曲正切模型和简化的双曲正切模型,同时建立了双曲正切模型、现象模型、扩展的非线性滞环双粘性模型和通用Sigmoid滞环模型,采用遗传算法对各模型的参数进行了识别,并从模型精度、复杂度和可逆性等方面对各个模型进行了系统的对比分析。结果表明扩展的双曲正切模型具有最高的模型精度,而简化的双曲正切模型求逆方便。通过解析方法求得了简化的双曲正切模型的逆向模型,同时采用自适应神经网络模糊推理系统(ANFIS)建立了逆向模型,并从建模难易度和模型精度两方面对两种逆向模型进行了对比分析。2、汽车悬架半主动控制研究。由于基于磁流变阻尼器的车辆悬架是一个复杂的非线性系统,因此半主动控制器的设计具有较大的挑战性。本文从系统控制器和阻尼器控制器两方面出发,对多种现有的半主动控制器进行研究和改进,并提出了一种LQG-Fuzzy半主动控制器,建立了一个通用的仿真平台和实验平台,对各半主动控制器的控制效果进行仿真和实验评估,为其在汽车悬架中的应用打下理论和实验基础。建立了四分之一车辆悬架动力学模型和随机路面不平度输入模型。设计了不需要被控对象模型的On-Off控制器和模糊控制器,采用逆向简化的双曲正切模型,建立了考虑磁流变阻尼器滞环非线性的天棚阻尼和LQG半主动控制器,结合LQG控制和模糊控制,提出了一种LQG-Fuzzy半主动控制器。仿真评估了五种半主动控制器的控制效果,并分析了簧载质量和阻尼器性能的变化对各控制器性能的影响。建立了一套模拟四分之一车辆悬架的试验平台,采用基于MATLAB的快速控制原型开发系统编写了控制算法程序,对五种半主动控制器进行了实验对比研究。仿真和实验结果表明五种半主动控制器都能有效地降低簧载质量加速度和悬架动挠度,本文提出的LQG-Fuzzy半主动控制器具有较高的鲁棒性。3、高速列车的鲁棒半主动控制研究。列车速度的不断提高对控制系统的鲁棒性提出了更高的要求,目前已提出的各类控制算法主要集中在经典控制领域,在鲁棒控制和滞环非线性抑制等方面缺乏深入的研究,因此本文将H∞鲁棒控制策略应用到高速列车中,提出了一种H∞-ANFIS鲁棒半主动控制器,为高速列车的半主动控制提供一种新的方法。建立了17自由度高速列车横向运动的动力学模型和随机轨道不平顺输入模型。采用H∞鲁棒控制理论计算期望控制力,采用ANFIS技术计算所需的控制电流,提出了一种H∞-ANFIS半主动控制器,同时设计了On-Off控制器和模糊控制器。仿真评估了各半主动控制器的控制效果,并分析了时滞对各控制器性能的影响和磁流变半主动悬架的失效安全性。结果表明相比于被动控制,叁种半主动控制都能大幅降低车体的横向振动,其中H∞-ANFIS控制的减振效果最佳,但转向架的振动则会出现一定程度的恶化,轮对的振动则基本不变。随着时滞时间的增加,各个控制算法的减振效果都会降低,并且时滞对H∞-ANFIS控制的影响最大。本文以磁流变半主动悬架为研究对象,针对现有研究中的不足,建立了磁流变阻尼器的正向模型和逆向模型,基于此设计了多种半主动控制器,并进行了仿真和实验验证,为磁流变阻尼器在车辆半主动悬架中的应用提供了理论和实验基础。
阮晓辉[8]2017年在《磁流变液力学性能及其应用研究》文中研究说明作为一种磁敏智能材料,磁流变液(Magnetorheological Fluid,MRF)主要由磁性颗粒和液态的基体共同组成,通常还会添加一些其它的添加剂来增加其稳定性。对磁流变液施加外部磁场,它能够在几毫秒的时间内从液态转变成为类固态,而当外部磁场撤去时,它又能够迅速地从类固态转变为液态。磁流变液因其优良的性能迅速地引起了大家的关注,越来越多的学者从性能优化、机理和应用等方面对其展开研究;虽然关于磁流变液的研究很多,但是依然有很多问题亟待解决,例如磁流变液的沉降问题依然困扰着磁流变液的应用、关于磁流变液导电机理的研究还不透彻、磁流变器械性能有待提高等。因此,本文中首先研究了具有空心结构的磁性颗粒对磁性液体的流变性能和沉降性能的影响,并用数值模拟的方法对其进行了分析;其次研究了磁场、振荡剪切、挤压等外界因素对磁流变液电学性能的影响,并探究了磁流变液的法向力与电学性能之间的联系;最后设计开发了两种基于磁流变液法向力的挤压式阻尼器,并对它们的动态力学性能进行了测试和分析。具体工作内容如下:1.空心结构的颗粒对磁性液体性能的影响制备了一种具有空心结构的四氧化叁铁纳米颗粒,用于研究空心结构对磁性液体性能的影响。表征结果显示得到的产物是纯度很高,并且具有空心结构的颗粒,具有超顺磁性和较高的饱和磁化强度。用四氧化叁铁空心球颗粒制备了磁性液体,并测试了其流变性能和抗沉降性能,结果表明所得的磁性液体具有较高的剪切屈服应力,抗沉降性也很好。利用颗粒动力学方法对磁性液体进行了数值模拟,得到了磁性液体在不同条件下的剪切应力,以及磁性液体内部的颗粒链在外界磁场和剪切的作用下结构演化情况;数值模拟和试验测试的结果吻合得很好。从试验和数值模拟两个方面对具有空心结构的四氧化叁铁纳米颗粒进行了研究,结果表明空心球结构的四氧化叁铁性能更加优良,为磁流变液的优化设计提供了另一种思路。2.磁流变液的磁-力-电耦合响应利用自建的测试系统分别研究了振荡剪切和挤压条件下,磁流变液的磁-力-电耦合响应。首先研究了外界磁场对磁流变液电学性能的影响,对磁流变液施加外界磁场,可以使其导电性增加数千倍。振荡剪切也可以显着地改善磁流变液的导电性,并且会导致样品电阻随着外界的振荡剪切一起振荡变化。提出了一种颗粒导电模型,对磁流变液在不同条件下的导电性进行了理论分析。对磁流变液施加挤压时,样品的导电性随着挤压速度、挤压应变和基体粘度等外界条件的改变而改变。研究了在磁场的作用下,样品法向力与电阻之间的关系,发现样品法向力和电阻的变化都依赖于磁流变液内部颗粒链结构的演变。上述研究为磁流变液在传感器、非接触式检测与控制等领域的应用提供了必要的理论依据。3.挤压式磁流变阻尼器基于磁流变液的法向力,设计了一种纯挤压式的磁流变阻尼器,并对其动态力学性能进行了测试与分析。测试结果表明纯挤压式磁流变阻尼器的动态力学性能良好,输出的最大阻尼力可以达到6 kN,高于相同尺寸的传统阻尼器输出的阻尼力,并对阻尼器的工作原理进行了详细的分析;研究了纯挤压式阻尼器在工作时,阻尼力的组成与来源。对纯挤压式阻尼器进行改进,设计了挤压-阀混合式磁流变阻尼器。混合式阻尼器最大的亮点是在运动的活塞中加入了一个供磁流变液流通的通道,可以极大地促进混合式阻尼器中磁流变液的流动,从而抑制磁流变液在混合式阻尼器中的沉积。混合式阻尼器的动态力学性能测试结果表明,混合式阻尼器输出的最大阻尼力大约为6.5 kN,并且力-位移曲线很饱满;这表明我们的改进不仅能够提高阻尼器输出的阻尼力,还能有效地抑制阻尼器中磁流变液的沉积,提高阻尼器的性能。最后用Back Propagation神经网络对混合式阻尼器输出的阻尼力进行了分析,不同条件下阻尼力的神经网络预测值与试验测试值很接近,说明我们的阻尼器在半主动控制方面有着很广阔的应用前景。
岳永恒[9]2013年在《基于磁流变阻尼器的汽车悬架系统切换控制》文中研究指明随着社会的发展和技术的进步，人们对汽车行驶舒适性提出了更高的要求，而悬架系统的减振效果一直是影响舒适性的关键性因素。上个世纪磁流变阻尼器的出现促进了减振技术的新发展，它具有抗干扰能力强、响应速度快和能量消耗低等优点，为其在汽车悬架系统中的应用奠定了物理基础。然而由于磁流变阻尼器具有复杂的非线性物理特征，目前基于磁流变阻尼器悬架系统的控制多采用智能控制算法和天棚控制策略，但是智能控制算法存在控制精度低，频响速度慢等缺点，而天棚控制策略未能充分利用磁流变阻尼器输出库伦力连续可控的优点，难于进一步改善磁流变阻尼器悬架系统的性能。本论文针对如何解决目前控制策略存在的问题展开研究。论文首先讨论了磁流变阻尼器悬架系统模型建立问题。在系统建模中，基于Bingham模型提出了一种新的磁流变阻尼力的处理方法，该方法仅将其中同速度方向有关而与速度大小无关的库伦力单独分离出来考虑，使磁流变库伦力对于悬架系统而言不仅在形式上而且在某些特定状态条件下等效为一个主动执行力；然后又提出一种磁流变库伦力静态非线性的反函数拟合串联校正线性化方法，该方法先对磁流变库伦力关于其控制电流的复杂非线性函数的反函数进行多项式拟合，再将这种拟合处理环节串入磁流变阻尼器控制电流输入通道，从而消除了磁流变阻尼器库伦力复杂非线性给悬架系统控制带来的困扰；最后基于以上处理，从控制系统角度出发对磁流变阻尼器悬架系统进行了深入的理论分析，并建立了相对完善的磁流变阻尼器悬架系统的控制系统模型，此外结合车辆行驶时的状况，建立了扰动模型和舒适性评价指标，为磁流变阻尼器悬架系统的控制和性能评价奠定了基础。其次本文系统地研究了天棚控制和被动悬架系统的车辆行驶平顺性、舒适性和操纵稳定性，提出了库伦力多分段悬架系统切换控制方法，该方法综合了天棚控制和被动悬架系统的优点。数值仿真结果表明，该方法不仅能够获得比天棚控制方法更好的车辆行驶平顺性、舒适性，而且也能获得比被动悬架系统更优的车辆操纵稳定系。进一步针对具有饱和及不确定性的磁流变阻尼器悬架系统，提出了一种基于状态反馈闭环控制的多反馈矩阵切换控制方法，并利用公共李雅普诺夫函数对切换系统进行了稳定性分析和证明。该方法针对磁流变悬架系统的运行特性，分别设计叁种不同状态反馈矩阵，其中一个闭环控制子系统的状态反馈矩阵根据H∞性能指标最优来设计，以保证悬架系统切换到此闭环控制模式时能获得最佳的减振性能；然后设计一个切换控制律，使悬架系统运行于不同的状态反馈闭环控制模式，确保磁流变悬架系统在任何运行状态下都能为车辆提供良好的行驶平顺性和乘员乘坐舒适性。此外，由于在实际工程中有些状态变量往往难于测量，限制了状态反馈矩阵切换控制在实际工程中的应用，为此本文针对具有饱和及不确定性的磁流变阻尼器悬架系统提出了一种多输出反馈参数切换控制方法。该方法根据设计的切换控制律使悬架系统在叁种不同闭环子系统控制模式间交替切换以确保车辆具有良好的行驶平顺性。其中一个闭环控制子系统设计时先基于可降低求解保守性的ILMI技术将以H∞性能优化设计的BMI约束条件等效转化为LMI约束条件，然后采用交替迭代方法求解出其静态输出反馈控制参数，以保证悬架系统运行在此闭环控制模式时能获得最佳的减振性能。数值仿真结果表明，多输出反馈参数切换控制方法对悬架系统的减振效果有明显作用。论文最后，设计了磁流变阻尼器悬架系统减振实验台，针对具有饱和及不确定性的磁流变阻尼器悬架系统进行了基于状态反馈矩阵切换控制的半物理仿真实验。实验结果表明，本文所提出磁流变阻尼器悬架系统的控制方法切实有效，并有可能在将来的实际工程得到成功应用。
王皖君[10]2008年在《磁流变阻尼器模型比较与控制研究》文中研究表明磁流变阻尼器(Magneto-Rheological Fluids Damper,MRD)应用于智能车辆悬架系统设计是一新兴的国际前沿研究课题。由于MRD的阻尼力对外加直流磁场、激励幅度和频率具有很强的依赖特性,且呈强滞环和饱和非线性特性,因此建立准确的MRD特性模型,以及设计能满足智能车辆悬架系统多目标性能、且能补偿MRD滞环非线性特性的混合半主动控制器,是目前急需解决的挑战性任务。论文在综合分析国内外学者提出的MRD各种滞环阻尼力-速度特性模型基础上,提出了MRD的依赖于直流磁场的电流控制特性和依赖于激励性质的滞环算子可分离的半主动控制特性,建立了相应的电流控制与滞环特性相分离的一般化模型,且易于求解其逆模型。应用提出的基于Sigmoid的电流控制函数对典型的非线性滞环双粘滞模型、现象模型、S型滞环模型和通用滞环模型进行了修正,并针对某型号MRD,应用其实验数据对这些修正模型的参数进行了辨识。将这些修正模型分别与四分之一车辆悬架模型相结合,采用经典的“天蓬”半主动控制策略,在谐波、平滑阶跃和随机路面激励作用下,对这些修正模型在不同激励信号作用下的工作特性进行了对比分析研究。结果表明:修正后的模型均具有准确适应控制电流变化的能力,且在不同控制电流和激励作用下,修正模型的计算结果都能较好地拟合试验结果,模型的准确性得到了明显提高。论文进一步应用通用滞环模型和改进的“开-关”阻尼控制律,以及由对称阻尼型MRD产生不对称阻尼特性控制算法,设计了一种基于逆模型的混合半主动控制器。将该控制器与基于通用滞环模型的四分之一车辆悬架模型相结合,在车辆运行速度和负荷,以及路面粗糙程度等条件变化时,对悬架系统的性能和该半主动控制器的鲁棒性进行了系统的分析。结果表明:提出的基于逆模型半主动控制器设计对于车辆运行条件的不确定性具有良好的鲁棒特性,能抑制MRD滞环非线性和“开-关”特性引起的瞬时冲击。该研究成果对实现车辆共振抑制、振动隔离、悬架空间、车轮接地等多目标悬架性能的MRD智能车辆半主动悬架设计具有重要的意义。
参考文献：
[1]. 磁流变阻尼器减振控制算法研究[D]. 臧彦升. 广东工业大学. 2008
[2]. 磁流变阻尼半主动控制系统研究[D]. 胡杰辉. 浙江大学. 2007
[3]. 磁流变液研究与磁流变柔性夹具结构设计[D]. 唐泳波. 广东工业大学. 2011
[4]. 多级悬挂多目标主动减振关键问题研究[D]. 周来军. 合肥工业大学. 2016
[5]. 微纳米磁流变液及其在假肢膝关节中的应用研究[D]. 涂田刚. 上海应用技术大学. 2017
[6]. 磁流变液阻尼器及其性能研究[D]. 余浩. 上海应用技术学院. 2015
[7]. 磁流变阻尼器的动力学模型及其在车辆悬架中的应用研究[D]. 宗路航. 中国科学技术大学. 2013
[8]. 磁流变液力学性能及其应用研究[D]. 阮晓辉. 中国科学技术大学. 2017
[9]. 基于磁流变阻尼器的汽车悬架系统切换控制[D]. 岳永恒. 哈尔滨工业大学. 2013
[10]. 磁流变阻尼器模型比较与控制研究[D]. 王皖君. 南京师范大学. 2008
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