自供电自传感磁流变减振器研究

发布时间：2017-11-17 07:00

  本文关键词：自供电自传感磁流变减振器研究

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【摘要】：随着汽车在现代社会逐渐普及,人们对于车辆驾驶舒适性和操纵稳定性提出了更高要求。磁流变减振器作为一种智能阻尼器件,因其响应快、结构紧凑、阻尼力可调范围广等优点,在汽车半主动悬架振动控制研究中受到重视。但是由于磁流变减振器产生阻尼力需要外部磁场,磁场的形成需要电流激励,若使用汽车蓄电池给磁流变减振器供电,则需引出一条电线,导致系统的可靠性降低,同时,汽车悬架里四支磁流变减振器在长期运行过程中也会带来不小的能量消耗。为了解决能量供给问题,提高磁流变减振器的可靠性,需要磁流变减振器具有自供电功能。同时,磁流变减振系统作为一种智能控制系统,需要具备感知自身动态振动信息的能力,为智能控制提供运动参数依据。磁流变减振器振动信息是实现磁流变减振系统智能控制过程中亟待获取的部分。磁流变减振器振动信息即磁流变阻尼器的缸体与活塞杆之间的相对位移、速度或加速度。本文以磁流变阻尼器自供电自传感技术在车辆领域的应用为背景,本文提出一种由滚珠丝杠机构驱动盘式永磁发电机的振动能量采集方案,基于电信号与缸体和活塞杆之间的相对速度的线性关系,分析减振系统的自传感性能,揭示磁流变阻尼器自供电情况下的阻尼力变化规律,研究既有较大的理论难度,又有重要的现实意义。问题的解决将为磁流变阻尼器在磁流变减振系统中的长期可靠运行提供理论指导,也将为磁流变技术推向工程应用奠定技术基础。主要工作包括以下五个方面:(1)文献综述,阐述研究背景和意义。指出了磁流变减振器具备自供电功能的重要研究意义,介绍了振动能量采集的三种方式,综述了国内外学者针对实现磁流变减振器自供电自传感功能的研究现状,分析了研究中存在的问题。(2)设计振动能量采集器,确定盘式永磁发电机尺寸,研究基本电磁关系理论。针对磁流变减振系统的自供电问题,提出一种基于盘式永磁发电机的振动能量采集器,并选择滚珠丝杠作为运动转换机构。确定了盘式发电机的关键结构尺寸,进行了磁路设计,推导了空载反电动势计算公式。(3)建立盘式发电机电磁仿真模型,分析其供电性能。使用Maxwell 3D软件建立了盘式永磁发电机的电磁仿真模型,设计了整流滤波电路,分析了发电机在定转速激励和简谐激励下的空载特性和负载特性、电磁反力性能。(4)建立自供电自传感测试系统进行性能验证。根据基于盘式永磁发电机的振动能量采集器和磁流变减振器尺寸参数,加工研制了振动能量采集器原型和磁流变减振器,建立了基于MTS的测试系统对磁流变减振系统性能进行了测试,包括振动采集器的自供电性能、自传感性能以及可控阻尼力的大小。(5)提出一种基于输出电压包络线自传感方法。基于输出电压与簧上质量与簧下质量相对速度之间的线性关系,提出通过输出电压包络线获取相对速度信息的方法,评价盘式发电机自传感性能。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.335.1

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本文编号：1195151