混合式磁流变弹性体隔振器多目标优化设计

针对现有磁流变弹性体隔振器功耗大、产生磁致刚度小的问题,以低功率和大磁致刚度为优化目标,对剪切和压缩磁流变弹性体及相关结构参数同时进行多目标优化设计。建立隔振器磁致刚度、功率及其他关键数值计算模型;分析磁场影响及磁路饱和情况,采用遗传算法进行多目标优化,在低功率和大磁致刚度之间寻得平衡,得出最优解;利用Ansoft-Maxwell软件对优化后的参数进行了仿真,仿真结果与计算结果一致。结果表明:优化后可保证压缩磁流变弹性体最先达到饱和状态;总磁致刚度提高49.67%,功率降低48.69%,总磁致刚度与功率改善效果明显,为后续结构设计及实测提供理论和实验依据。

磁流变弹性体隔振器隔振控制与实验研究

为了更好地对磁流变弹性体隔振器的隔振性能及其控制策略进行研究。通过基于扫频激励的实验测试了磁流变弹性体隔振器的移频特性,证明了磁流变弹性体隔振器具有较宽的移频范围。基于磁流变弹性体隔振器的移频特性,提出了针对扫频激励的on-off控制策略。使用了基于变阻尼、变刚度的on-off控制策略,并将其应用于简谐激励和随机激励。通过实验研究证明,在控制策略的控制下,磁流变弹性体隔振器对于不同的激励形式都有着很好的隔振效果。该研究可以为磁流变弹性体隔振器的工程应用奠定基础。

精密平台磁敏智能隔振系统自适应PI控制研究

为抑制精密平台存在的时变振动,提出一种基于磁流变弹性体(magneto rheological elastomer,MRE)半主动自适应比例积分(proportional integral,PI)控制方法。首先针对MRE隔振系统,建立其动力学模型,并根据MRE变刚度隔振原理,推导半主动控制条件;其次以响应加速度和目标加速度偏差作为PI控制器输入,通过遗传算法获得不同频率、幅值激励下的最优PI控制参数,并基于被动参考模型获得频率幅值依赖自适应律。该方法无须通过复杂的傅里叶变换辨识频率,实时性高;最后通过仿真和试验验证了所设计控制器的有效性;结果表明,与传统PI控制器相比,自适应PI控制器对40~50 Hz、1.0~3.0 m/s^(2)时变振动具有更大的抑制。

基于遗传算法的MRE隔振器动力学模型识别

为了探究磁流变弹性体隔振器的力学特性,对隔振器进行力学特性试验,实验数据表明磁流变弹性体隔振器具有很强的滞回特性。利用实验数据,结合Bouc-Wen模型,建立隔振器的非线性动力学模型。使用遗传算法对Bouc-Wen模型进行参数识别,分析参数随实验条件的变化规律,总结出适用此隔振器的一般化Bouc-Wen模型,并验证模型精度,相对误差在10%以内。结果表明,Bouc-Wen模型能够很好地描述磁流变弹性体隔振器的力学性能。

精密加工平台隔振系统多频振动控制

近年来,随着精密加工与精密测量等技术的发展,微振动对加工精度和测量灵敏度的影响变得十分突出;传统的被动隔振器由于结构和参数固定,不能满足复杂激励环境下的隔振要求;主动隔振能量消耗大,且高频易失稳;以磁流变弹性体为代表的半主动控制技术不仅具有功耗低、稳定性好等特点,还能根据外界激励变化实时调节参数,成为振动控制领域的研究热点。针对精密加工平台系统中存在的多频振动问题和隔振系统的非线性,提出采用磁流变弹性体隔振器和分频模糊控制相结合的方法;建立了磁流变弹性体隔振系统动力学模型,推导适用于磁流变弹性体隔振系统的半主动控制条件,针对多频振动设计不依赖于系统模型的分频模糊控制器。通过控制试验验证了所设计控制器的有效性;与常规模糊控制器相比,所提方法对多频振动具有更好的抑制。