基于MRF-04K阻尼器的结构减震控制模型试验研究

本文应用最近研制的MRF-04K阻尼器对一三层钢框架模型结构进行了结构减震控制模拟地震振动台试验研究,分别验证了在不同加速度幅值的三种典型的地震动激励下两种被动控制系统和三种半主动控制系统的有效性。试验结果表明,无论是被动控制系统还是半主动控制系统都能够使模型结构的地震反应得到显著的降低。其中顶层相对位移反应和绝对加速度反应的峰值减小了50%左右。且其均方根值减小了70%左右。同时,半主动控制系统能够充分利用MR阻尼器的性能,能够以较小的控制力实现理想的减震控制效果,从而展现了基于MRF-04K阻尼器的半主动控制系统的工程应用前景。

基于MRF-04K阻尼器的LQG半主动控制系统

在MRF-04K阻尼器动力特性试验的基础上提出了一种能够准确描述该阻尼器特性的滞回模型,通过实测曲线与模拟曲线的对比分析表明,该模型能够真实反映阻尼器的滞回特性．建立了基于MRF-04K阻尼器的LQG半主动控制系统,仅需结构加速度响应作为反馈信息,通过对3层模型结构的计算分析表明,该系统能够充分利用阻尼器的性能,实现较好的减震控制效果．

半主动悬挂系统磁流变减振器的阻尼力实验与分析

采用磁流变减振器的履带车辆半主动悬挂系统,由于磁流变液体阻尼器结构简单、体积小、能耗低、反应迅速且阻尼力可调,正在成为新型履带车辆悬挂系统的发展方向。本文基于磁流变可控流体本构关系的Bingham模型,对影响车用磁流变减振器的阻尼力的各种因素进行了综合分析。对自行研制的双出杆剪切阀式磁流变减振器进行了实验研究,用实验与数值计算相结合的方法建立了粘滞阻尼力与液体动力粘度的关系、粘滞阻尼力与活塞间隙的关系、总阻尼力与活塞间隙的关系以及活塞间隙与可调系数K的关系。讨论了活塞间隙对磁流变减振器工作性能的影响规律,得到了活塞间隙的取值范围及依据。文中的数值计算是建立在已成型的试验器材基础上的,所以得到的关系曲线具有一定的实际意义和参考价值。

逆变型磁流变阻尼器的设计及性能试验

首先介绍磁流变阻尼器（Magneto—rheological Damper）的设计原理，设计制作了一种新型的阻尼器一逆变型MR（Magneto-rheological）阻尼器，并在小振动台上对其进行了性能试验，重点研究此阻尼器在高频（10～50Hz）下的工作性能，并采用修正的Bouc-Wen模型，结合试验结果，确定了其中的模型参数。所得到的结论：（1）将永久磁场和电流磁场结合起来从而实现阻尼器的逆向控制的设计思路时可行的，铜制隔磁环的设置保证了磁力线沿理论设计的路径穿行，又使线圈避免与磁流变液的长期接触腐蚀从而提高其耐久性；（2）所采用的修正的Bouc—Wen模型能较好地模拟阻尼器的高频性能，为此种阻尼器在高频波下的应用提供了理论依据；（3）试验结果表明：阻尼力一位移滞回曲线比较饱满，阻尼力一速度曲线基本符合理论假定。在15～50Hz频段内，修正的Bouc—Wen模型中的各参数取值较为稳定。

基于磁流变液阻尼器的单跨转子振动主动控制实验研究

利用磁流变液阻尼器,实现对单跨转子系统振动的主动控制。设计并研制了一种新型剪切式磁流变液阻尼器,开发了一套基于LABVIEW的单跨转子振动实时闭环控制系统,可根据转子转速或振动幅值在线动态调节加到磁流变液阻尼器的控制电流,实现减振。针对传统开关控制,提出了两种控制方法(基于转速的分段控制和基于振动幅值反馈的闭环控制)并进行实验对比研究。实验结果表明:磁流变液阻尼器对转子振动减振效果良好,临界转速区减振效果可达80%,非临界转速区减振效果可达30%。开关控制,不能实时动态调节控制电流。基于速度的分段控制,在转子无故障和干扰情况下,随转速变化可以在线动态调节控制电流抑制转子振动。基于振动幅值反馈的闭环控制,根据实时监测的振动幅值调节控制电流,实现转子振动的在线动态控制。

基于磁流变液阻尼器的压力脉动自调控喷雾系统的研究

本文提出了一种基于磁流变液阻尼器的压力脉动自调控喷雾系统,通过PLC实时地反馈系统的工作状态,实现对压力脉动闭环控制。本文建立了该系统的数学模型,理论分析表明,该系统可以调节喷雾机液泵出口处液体的压力脉动;实验结果表明,当系统状况发生改变的时候,该系统能够通过改变阻尼器的工作参数,使得喷雾管路始终保持调节压力脉动的最佳效果。由于磁流变液的响应时间是毫秒级的,此系统对于高频的压力脉动也适用。

磁流变阻尼器输出阻尼力灵敏度分析

针对液压管路系统振动控制问题,对磁流变液阻尼器的液压管路半主动振动控制进行了研究。对磁流变液阻尼器结构进行了分析,通过机理建模的方法建立了磁流变液输出阻尼力的数学模型,针对磁流变液阻尼器控制电流、活塞运动速度等10个与磁流变阻尼器结构和特性相关的设计参数,建立了其一阶和二阶输出灵敏度方程,得出了系统一阶和二阶输出灵敏度函数表达式;基于Matlab软件求解了其相应的一阶和二阶输出灵敏度函数,结合两项灵敏度指标分析了各参数变化对系统输出阻尼力的影响程度。研究结果表明:当参数变化10%时,励磁线圈匝数、铁芯横截面积以及外筒与活塞缸之间间隙这3个设计参数所引起的输出阻尼力变化百分比最大。

磁流变非对称气动缸动力机构特性分析

在气动伺服系统中动力机构是其关键性部件。与传统的阀控非对称气动缸动力机构相对应,将普通单杆气缸和自制的磁流变液(MRF)阻尼器串联研制成新型的磁流变(MR)非对称气动缸动力机构。介绍了所构建的磁流变动力机构的结构和工作原理,并运用虚拟仪器技术对该动力机构进行了仿真和性能分析。分析表明,新型的MR非对称气动缸动力机构能够方便地实现阻尼可调,实现传统的阀控非对称气动缸动力机构难以达到的静、动态性能。为新型的磁流变气动控制技术寻求理论依据。

基于预瞄技术的汽车磁流变半主动悬架控制方法

在综合利用磁流变减振器控制电流与输出阻尼力的关系、以及轴距预瞄控制技术的基础上,提出汽车磁流变半主动悬架预瞄控制方法,通过理论分析和计算机仿真,研究在不同行驶速度下汽车磁流变半主动悬架动态性能,实验表明,该法具有提高悬架系统的控制性能,使悬架承受的冲击响应小、振动强度低和汽车行驶平顺性好等特点。

基于磁流变液减振器的车辆悬挂半主动控制

磁流变液减振器,通过线圈电流改变磁场调节磁流变液在阻尼通道中的流动,实现对减振器阻尼力的控制。车辆悬挂系统由弹性元件、导向元件和减振器组成。基于磁流变液阻尼器的车辆悬挂半主动控制,采用二自由度1/4车体模型构建控制器模型。通过二次型最优控制LQR算法,根据极值原理导出最优控制律,以确定半主动减振器驱动器控制力。仿真表明,该控制器具有较好的稳定性和良好的减振效果。

磁流变液阻尼器用于铣削颤振控制的仿真分析

确立了磁流变液的工作模式和MRF减振器的力学模型,利用设计的磁流变减振器构建了磁流变液减振系统,研究了磁流变减振器在铣削颤振控制中的应用。理论分析表明:磁流变减振器的刚度及阻尼随外加磁场强度的增加而增大,主振系统的振幅随磁场强度的增加而减小。磁流变减振器的减振效果随着磁场强度的增加逐渐增大,但并不是场强越大效果越好,而是有一最佳值。只要场强选取适当,采用磁流变减振装置可以控制铣削颤振现象的产生。

端部控制磁流变液阻尼器实验研究

以提高磁流变液阻尼器控制性能为目的,分析了活塞式磁流变液阻尼器结构特点,并提出了端部阻尼器结构;通过实验研究明确了磁流变液流经圆形截面和矩形截面的力学特性,总结了磁流变液流经不同类型和尺寸的小孔的粘性阻尼力特性和磁场作用时的磁场效应,并得出了提高端部阻尼器控制性能的方法和措施。设计出控制性能较好的矩形截面孔的端部控制磁流变液阻尼器。给出阻尼器最大阻尼力和可控比与线圈磁场强度关系。

汽车磁流变减振器控制策略仿真

建立了天棚阻尼控制模型对4自由度侧倾平面1/2车辆模型进行控制仿真;选取了1/2车辆质量为580kg等仿真参数,从平顺性和操纵稳定性两方面入手,应用垂直振动输入、正弦曲线输入、力矩(力)输入3种输入作为检验信号来研究控制策略对车辆的影响,并对减振器阻尼系数进行调整分析,当天棚阻尼系数为2300N.s/m时,车辆平顺性和操纵稳定性都获得了令人满意的提高。

磁流变液阻尼器设计与性能测试

自动化生产中,自动检测设备的使用越来越广泛,为保证检测精度,这类设备都需要控制气动和电动振动对检测的干扰和影响.为此本文设计了MRF可控阻尼器及可调振动滑台装置,总结基于MRF力学模型和磁路设计模型,设计MRF阻尼器的经验;基于NI数字化测试系统检测MRF阻尼器控制移动滑台振动的效果.实验结果证实MRF阻尼器能快捷方便地调节阻尼、高精度控制移动滑台的振动,MRF阻尼器振动控制装置具有教学实用价值.

磁流变液阻尼器振动控制测试系统的设计

设计了用于测试磁流变液阻尼器减振效果的半主动控制系统,利用压电式加速度传感器、数据采集卡和伺服电动机,通过数字PID的控制方式控制电动机转速和磁流变液阻尼器的活塞运动频率;利用VC++6.0软件设计了数据采集和控制程序,并对某结构进行了振动控制的实验研究,实验结果表明:设计的振动控制测试系统能使结构的振幅减小明显,减振效果良好。

基于磁流变技术的六自由度半主动隔振平台

针对精密仪器设备六自由度半主动隔振的需求,提出了一种基于新型双活塞磁流变液阻尼器的六自由度半主动隔振平台。首先,完成了阻尼器的研制,通过实验方法获得了阻尼器的动力学特性曲线,并建立了其双曲正切模型。其次,在新型阻尼器的基础上设计了一种基于Stewart平台结构的六自由度半主动隔振平台。对平台隔振性能仿真研究的结果表明,此平台在6个方向上都有明显的隔振效果。所提出的六自由度半主动隔振平台具有自身质量轻、结构紧凑的优点,并且隔振效果明显,满足精密仪器设备的六自由度半主动隔振需求。

基于磁流变液的柔性机器人振动控制阻尼器

提出了一种基于磁流变液的振动控制阻尼器,实现对柔性机器人关节振动的半主动控制.利用磁流变液在磁场作用下固液转换的快速、连续、可逆性能,提出了一种阻尼力连续可调的振动控制阻尼器的设计方法,建立了其动力学模型,分析了其性能并将其应用于移动防化机器人上,建立了机械手肩关节振动模型并对振动衰减进行了仿真分析.最后,研制了样机并进行了振动控制实验,实验结果验证了所提方法的有效性.

基于磁流变阻尼器的半主动悬架控制与仿真

基于磁流变阻尼器的Bouc—W en模型,设计了半主动悬架系统的控制器。该控制器由系统控制器和阻尼器控制器组成,系统控制器采用二次型最优控制LQR算法,阻尼器控制器采用基于Signum函数的方法。进行了基于Simulink的仿真分析,通过比较被动控制和主动控制,表明该半主动控制算法具有良好的控制效果。

简易磁流变减振器的研究

磁流变体在减振领域的应用研究已成热点,并开发出了磁流变减振器。但这种减振器由于磁流变液用量大、密封要求高等因素,致使其成本很高不利于工程推广应用。鉴于此,本文在了解磁流变液性能的基础上提出用多孔材料设计研究简易磁流变减振器,并开发出样机对其设计思路进行验证,用 SIMULINK 模拟 PID 控制下的减振效果。

叶片式MRF减振器阻尼力矩模型的建立

MRF阻尼器具有体积小、能耗低、阻尼力连续可调等优点，是一种对结构实施半主动控制的理想装置，将其用于履带式车辆悬挂系统，可以提高车辆的越野机动性能。介绍了一种以传统叶片式液压减振器为基础设计的叶片式MRF减振器。基于流体的平行板流动模型和MRF的Bingham模型，建立了叶片式MRF减振器的阻尼力矩计算模型。计算结果表明，不加磁场时，叶片式MRF减振器具有与传统叶片式液压减振器相近的阻尼特性，加磁场时，减振器可获得较大的阻尼可调倍数。