基于磁流变阻尼器的汽车悬架半主动控制研究

采用磁流变阻尼器实现车辆悬架系统半主动控制,可显著降低系统的加速度和悬挂系统变形,因此在车辆振动控制中具有广阔的应用前景。本文简要介绍了磁流变液及磁流变阻尼器,分析了车辆系统动力学模型及随机激励路面模型,并论述了系统控制策略及控制器的设计方法。     

基于磁流变阻尼器的汽车悬架半主动控制

为研究磁流变阻尼器在汽车振动控制中的应用可行性，对Bouc-Wen磁流变阻尼器模型进行了数值计算分析，揭示了14个参数对模型阻尼力的影响．运用随机理论对Bouc-Wen模型及基于该模型的汽车悬架进行了模拟仿真分析，与传统线性阻尼器进行对比，采用非线性阻尼器模型能更精确描述汽车悬架的物理特性，通过对比半主动可调磁流变阻尼控制与被动控制、主动控制和半主动on-off控制在正弦激励和随机激励下的各种动态特性，证明了磁流变阻尼器在汽车控制工程中的可行性，说明磁流变阻尼器有较好的应用价值．     

基于人工神经网络的磁流变阻尼器研究

考虑到建筑结构的不确定性和非线性,该文提出了基于神经网络的结构系统辨识方法,构造了具有一个隐含层的神经网络,用误差反向的传播算法训练,模拟了一个多层结构在地震作用下的动力响应特性。计算机仿真表明了该神经网络辨识结构的有效性。     

基于磁流变阻尼器的汽车半主动悬架的神经模糊控制

为了抑制由路面不平引起的车辆振动,该文采用磁流变(MR)阻尼器和神经模糊控制算法实现对车辆悬架系统的半主动控制,并在四分之一汽车的两自由度模型上进行了仿真计算.采用的神经模糊控制器能通过反馈的车身加速度,经过计算输出一个恰当的电压到MR阻尼器实时连续地改变其阻尼特性,实现对车辆悬架系统半主动振动控制.仿真结果表明:和被动悬架相比,基于MR阻尼器和神经模糊控制算法的半主动悬架系统对由路面不平引起的车辆振动有明显的控制效果,具有良好的应用前景.     

基于磁流变阻尼器的触觉反馈系统

针对传统触觉反馈系统安全性差、响应时间长、容易失真等问题,设计一种以磁流变阻尼器为核心的触觉反馈系统,并基于Bingham模型推导了磁流变阻尼器的输出阻尼力计算公式。Simulink仿真结果表明:磁流变阻尼器的位移、速度与阻尼力的关系符合Bingham模型,体现较好的动态性;当电流控制器输出电流为0~1 A,速度为10 mm/s时,输出阻尼力大小连续可调,最大阻尼力为19.6 N,最小为2.435 4 N。理论和仿真结果吻合,验证了该触觉反馈系统的可行性。     

基于磁流变阻尼器的结构振动特性研究

结构振动控制可以有效地提高结构抗震性能,减轻其在动力作用下的反应和损伤,近年来,基于磁流变阻尼器的结构半主动控制也得到大力发展。本文对三层框架结构进行了数值模拟,对有无磁流变阻尼器结构的振动特性进行了分析比较。     

汽车磁流变液阻尼器特性分析与实验

将磁流变液在环形阻尼通道的流动简化为无限宽平板间的准稳态流动,建立了磁流变液平板准静态流动方程,利用磁流变液的双粘本构模型,以及磁流变液流动的边界条件和相容条件,通过求解微分方程得出了磁流变液流动速度分布理论表达式,在给定活塞速度和环形通道的几何尺寸条件下,对磁流变液阻尼器的阻尼力进行理论预测.按照某微型汽车前悬架的技术要求,设计和制作了汽车磁流变液阻尼器,并对此进行了示功特性台架测试,试验结果表明：所提出的理论分析模型和设计原理是可行的.     

磁流变阻尼器减振座椅的研究

建立了磁流变减振座椅的数学模型,设计了相应的总体方案.阐明了减振系统的结构及工作原理,并采用模糊控制策略进行控制系统的软、硬件设计,实验结果表明,座椅的动态特性得到明显改善,减振效果良好.     

磁流变液阻尼器的实验研究

利用美国Lord公司生产的MR-132D磁流变液体,设计了一种小孔节流型阻尼器．该阻尼器通过在MTS实验机上实验,获得了较好的响应速度和磁滞曲线．但当振幅较小或频率较高时,阻尼特性下降．     

基于磁流变阻尼器的轴系扭振特性研究

针对传统被动硅油减振器调谐范围较窄、不易匹配的问题,基于磁流变液的流变效应,提出并设计了一种应用于轴系扭振半主动控制的磁流变阻尼.根据所设计的磁流变阻尼器结构,推导建立了其力学模型,并对其进行了磁场仿真;然后将其引入到曲轴系统中,建立磁流变阻尼器-曲轴系统耦合模型,利用Newmark法进行数值仿真,获得曲轴系统的扭振响应,并分析作用于磁流变阻尼器上的电流对扭振特性的影响.结果表明:磁流变液板极外的漏磁与磁压降较小,所设计的磁路是有效的;传统的硅油减振器对曲轴6谐次扭振幅值具有较好的抑制作用,但是对4.5谐次扭振效果的抑制不理想,反而使扭振幅值增大;与传统硅油减振器相比,采用磁流变阻尼器可使曲轴系统具有明显的变刚度、变阻尼特性.通过施加合适的电流,可使曲轴系统的扭振幅值在整个工作转速范围内达到最低.     

基于智能算法的磁流变阻尼器位置优化

为了控制20层Benchmark建筑在地震作用下的非线性地震反应,采用改进的遗传算法确定MR阻尼器的优化设置位置.将标准遗传算法的遗传操作作相应改进,并进行给定数量的MR阻尼器优化配置的数值仿真分析,解决多约束非线性整数优化问题.结果表明,采用改进的遗传算法进行MR阻尼器位置设置优化后的半主动控制,能有效地降低结构在地震荷载作用下的响应,进一步提高了平均控制效果.     

基于磁流变阻尼器的多种控制组合振动台研究

用带有DR—1005—3型磁流变阻尼器、调谐质量阻尼器及橡胶隔震垫的三层框架模型结构进行了减震控制实验。依据LQG控制算法得到最优控制。在Simulink环境下编制实时控制软件,对阻尼器进行出力控制。分别进行只带磁流变阻尼器、调谐质量阻尼器以及橡胶隔震垫子系统和各个子系统组合的七种振动台实验。试验结果表明:基于MR阻尼器的控制系统是有效的,可以显著降低模型结构的加速度响应。将磁流变阻尼器与调谐质量阻尼器和橡胶隔震垫进行组合使用可以得到更好的控制效果。     

基于磁流变阻尼器的车辆悬架半主动控制研究

采用磁流变阻尼器实现车辆悬架系统半主动控制。为了便于比较，研究了三种控制策略。提出一种基于最优控制理论的半主动控制方案，给出了悬架系统在B级公路路面激励下控制数值仿真结果。结果表明，基于最优控制理论的半主动控制磁流变阻尼器有明显的控制效果，具有良好的应用前景。     

汽车爆胎应急自动制动系统稳定性控制

为了实现爆胎车辆的行驶稳定性,开发了一种爆胎应急自动制动系统,在发生爆胎后采用自动制动方式让车速在车辆失控前减到安全车速范围或直至车辆停下来,可以弥补驾驶员制动反应时间延迟的问题,辅助爆胎车辆实现安全停车.建立了基于爆胎车辆产生的附加横摆力矩模糊控制模型,应急自动制动系统根据爆胎状况,先通过基于EHB的车辆制动系统对车辆实施与爆胎附加横摆力矩方向相反的平衡力矩,再根据车辆运动状况进行车辆运动轨迹的纠偏控制.设计了模拟试验系统装置进行试验.结果表明:这种爆胎应急自动制动控制策略有利于在车辆爆胎后更短时间内让车辆稳定下来,按原来的轨迹行驶,并让车速减至安全车速.     

分体式磁流变阻尼器设计

为了降低磁流变阻尼器的维修难度,提高磁流变阻尼器的工作可靠性,设计了分体式磁流变阻尼器．该阻尼器由液压缸和磁流变控阀组成．磁流变控阀的内部包含阻尼通道和励磁线圈．通过对磁流变控阀的控制实现阻尼器输出力的控制．介绍了分体式磁流变阻尼器的工作原理．以最大输出力为490N的分体式磁流变阻尼器设计过程为例,给出了磁流变控阀的设计过程和结构参数．     

含磁流变阻尼器的框架结构控制研究

以框架结构为对象进行振动控制研究.为保证地震作用下系统半主动控制的顺利实现,选择了基于系统可控性/可观性的内平衡理论的模型降阶方法.在考虑结构参数、几何尺寸不确定性,磁流变阻尼器非线性特征以及实际控制离散性和地震作用随机性因素的基础上,研究了基于离散状态方程和以控制力为阶跃函数的广义预测控制策略,提出了一种可用于框架结构振动控制的半主动控制技术,并通过算例验证了该技术的有效性.     

基于磁流变液阻尼器的拉力器磁路分析

磁流变材料作为一种新兴的智能材料,因其具有良好的磁流变效应,而越来越受到学者的关注。根据磁流变效应设计的磁流变液阻尼器具有结构紧凑、功耗低、阻尼力大、动态范围广、响应速度快等特点,其阻尼力可通过调节外加磁场大小来控制,在工程上有广泛的应用前景。传统拉力器存在材料种类单一、拉伸倍数小、体积大、使用寿命短、重量大、难拆卸、不易携带等缺点。该文主要针对磁流变液阻尼器的磁路结构,利用MAXWELL软件进行磁路仿真。分析了活塞结构的变化对磁流变液阻尼器磁场分布的影响,为磁流变液阻尼器应用于拉力器的结构设计提供了依据。     

基于魔术公式的磁流变阻尼器参数化模型研究

为更好地描述磁流变阻尼器滞环等非线性特性,将修改的魔术公式引入磁流变阻尼器建模中,建立了新的磁流变阻尼器魔术公式模型.分析了模型参数与电流和外部激励之间的耦合关系,利用遗传算法对该模型参数进行辨识.将与阻尼器实验数据拟合的魔术公式模型,在不同工况下与目前常用的现象模型进行了仿真对比和误差分析.结果表明:新模型结构简单,能更好地描述阻尼力与外部激励之间的耦合关系,参数辨识方便快捷,各工况下精度较高,具备较好的适应性和通用性.     

基于磁流变阻尼器的冲击缓冲系统控制方法

针对磁流变阻尼器在冲击缓冲系统中的应用,该文对其控制方法进行理论和实验研究.设计了冲击载荷下磁流变后坐缓冲试验系统,通过磁流变阻尼器的动态试验分析选定控制区域,提出将磁流变阻尼器多项式动力学模型应用于缓冲系统的仿真建模以及输出电流的反解,分别设计了一维和二维模糊控制器.用两种量化的充满度评价后坐缓冲的控制效果,仿真和试验结果表明,相对于原始后坐缓冲效果,磁流变后坐缓冲装置在模糊控制作用下的充满度指标明显提高,其中二维模糊控制效果较一维模糊控制效果更优.     

磁流变阻尼器的设计和磁路研究

针对人体上肢病理性震颤抑震的具体应用,结合所设计的小型旋转式磁流变阻尼器的结构特点,运用电磁学理论对磁流变阻尼器的磁路进行了设计及静态和动态特性影响因素分析,利用有限元法对磁路性质和阻尼器结构进行了仿真分析与优化,对阻尼器的电流与输出阻尼力矩关系及动态响应等性能进行了预估.提出了以质量轻和体积小为设计目的的磁流变阻尼器的磁路设计方法.