车用磁流变阻尼器的逆模型及其励磁电流驱动器研究

发布时间：2017-09-15 13:18

  本文关键词：车用磁流变阻尼器的逆模型及其励磁电流驱动器研究

  更多相关文章： 磁流变阻尼器 逆模型 现象模型 Bouc-Wen模型 励磁电流驱动器

【摘要】：磁流变液(Magnetorheological fluid)作为一种智能材料,其流变特性在外界磁场作用下能够在牛顿流体和半固体之间连续、可逆、快速的切换。磁流变阻尼器(Magnetorheological damper)是磁流变液的典型应用之一,它可以在机械结构和电气控制之间建立快速的控制接口。作为一种半主动执行器件,磁流变阻尼器在车辆半主动悬架控制系统中具有重大的理论研究价值和应用潜力。然而由于磁流变阻尼器固有的强非线性磁滞特性,其逆力学模型很难建立,使得在工程应用中实现对磁流变阻尼器半主动控制系统精确、快速、有效的控制十分困难。本文基于应用“归一化”概念的变换现象模型,采用多岛遗传算法对该模型参数进行辨识,得到各个励磁电流下对应的模型参数,并采用数据拟合的方法建立了变换现象模型参数与阻尼器线圈中励磁电流的对应关系。提出了一种基于变换现象模型的磁流变阻尼器逆力学模型,并对磁流变阻尼器逆力学模型的建模精度进行了数值仿真。仿真结果表明提出的逆力学模型可以根据磁流变阻尼器的运动状态和期望输出阻尼力精确的预测所需的励磁电流,进而输出期望的阻尼力实现有效的振动控制。然后对磁流变阻尼器的励磁电流驱动器进行了研究,根据磁流变阻尼器的工作要求确定了励磁电流驱动器的性能指标,设计了励磁电流驱动器的各个组成部分并对各部分的电路参数进行了计算。为对电路进行分析和验证,分别建立了电路的仿真模型和实验测试系统。仿真和实验测试结果表明设计的励磁电流驱动器输出电流的线性度好、纹波小、动态响应时间短,各项性能指标均满足磁流变阻尼器的使用要求,满足励磁电流驱动器的设计要求。
【关键词】：磁流变阻尼器 逆模型 现象模型 Bouc-Wen模型 励磁电流驱动器
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.335.1
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• abstract9-15
• 第一章 绪论15-27
• 1.1 引言15
• 1.2 磁流变液和磁流变阻尼器15-20
• 1.2.1 基于磁流变效应的磁流变液概述15-17
• 1.2.2 磁流变阻尼器及应用17-20
• 1.3 磁流变阻尼器力学模型研究现状20-24
• 1.3.1 磁流变阻尼器正力学模型研究现状20-23
• 1.3.2 磁流变阻尼器逆力学模型研究现状23-24
• 1.4 励磁电流驱动器研究现状24-25
• 1.5 本文研究的目的、意义和内容25-26
• 1.5.1 研究的目的与意义25-26
• 1.5.2 研究的主要内容26
• 1.6 本章小结26-27
• 第二章 基于变换现象模型的磁流变阻尼器逆力学模型建模27-43
• 2.1 引言27
• 2.2 磁流变阻尼器变换现象模型简介27-28
• 2.3 变换现象模型的参数辨识与参数电流化28-39
• 2.3.1 遗传算法简介28-30
• 2.3.2 变换现象模型的参数辨识30-33
• 2.3.3 变换现象模型参数电流化33-39
• 2.4 磁流变阻尼器逆力学模型建模39-41
• 2.5 本章小结41-43
• 第三章 磁流变阻尼器的逆力学模型数值仿真43-53
• 3.1 引言43
• 3.2 建立Simulink仿真模型43-44
• 3.3 实际输出阻尼力的数值仿真44-51
• 3.3.1 正弦位移激励下输出阻尼力仿真44-49
• 3.3.2 随机位移激励下输出阻尼力仿真49-50
• 3.3.3 仿真结果分析50-51
• 3.4 本章小结51-53
• 第四章 励磁电流驱动器设计53-69
• 4.1 引言53-54
• 4.2 励磁电流驱动器的方案简介54-56
• 4.3 Buck降压式直流变换电路56-59
• 4.3.1 Buck变换电路参数选择56-57
• 4.3.2 仿真结果57-59
• 4.4 励磁电流驱动器设计与实验测试59-67
• 4.4.1 励磁电流驱动器的电路结构59-62
• 4.4.2 励磁电流驱动器性能测试与结果分析62-67
• 4.5 本章小结67-69
• 第五章 全文总结及展望69-71
• 5.1 全文总结69-70
• 5.2 后续研究工作及展望70-71
• 参考文献71-77
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况77

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙伟,胡海岩;基于多级磁流变阻尼器的操纵面振动半主动抑制——阻尼器设计与试验建模[J];振动工程学报;2005年01期

2 王昊;胡海岩;;磁流变阻尼器的模糊逼近[J];振动工程学报;2006年01期

3 王代华;袁刚;李一平;;一种磁流变阻尼器的阻尼器控制器的实验测试[J];功能材料;2006年07期

4 沙凌锋;徐赵东;李爱群;郭迎庆;;磁流变阻尼器的设计与分析[J];工业建筑;2008年03期

5 田静;何军;祝世兴;;基于模糊理论的磁流变阻尼器控制[J];液压与气动;2008年10期

6 王昊;史小梅;;磁流变阻尼器的磁场分析[J];液压与气动;2009年12期

7 马新娜;杨绍普;刘晓星;葛占胜;;磁流变阻尼器系统的非线性动力学分析[J];振动与冲击;2011年06期

8 李占卫;郑建国;;磁流变阻尼器间隙结构对阻尼器性能的影响[J];四川兵工学报;2011年05期

9 许利利;;基于磁流变阻尼器的结构振动特性研究[J];中国新技术新产品;2011年20期

10 徐海鹏;张红辉;余昭;;单出杆磁流变阻尼器特性影响因素及其附加刚度研究[J];机械设计与研究;2011年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 马新娜;杨绍普;陈恩利;钱涛;;磁流变阻尼器系统的非线性动力学分析[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年

2 田静;何军;祝世兴;;基于模糊理论的磁流变阻尼器控制[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年

3 张海为;程亚鹏;林庆立;;安装磁流变阻尼器控制系统的控制效果分析[A];建筑结构高峰论坛——复杂建筑结构弹塑性分析技术研讨会论文集[C];2012年

4 涂奉臣;陈照波;李华;焦映厚;黄文虎;;一种改进型磁流变阻尼器用于宽频隔振研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

5 涂奉臣;陈照波;李华;焦映厚;黄文虎;;一种改进型磁流变阻尼器用于宽频隔振研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年

6 张祥金;沈娜;;基于磁流变阻尼器的主动变阻尼减振控制系统设计[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年

7 孙伟;胡海岩;;基于多级磁流变阻尼器的操纵面振动半主动抑制[A];第七届全国非线性动力学学术会议和第九届全国非线性振动学术会议论文集[C];2004年

8 王昊;胡海岩;;基于磁流变阻尼器整车半主动悬架的开关控制[A];第七届全国非线性动力学学术会议和第九届全国非线性振动学术会议论文集[C];2004年

9 孙清;伍晓红;胡志义;;磁流变阻尼器控制结构地震反应的振动台试验研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年

10 肖志荣;孙炳楠;;磁流变阻尼器的一种智能模型[A];第17届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册）[C];2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 黄永虎;自感知自供能磁流变阻尼器及其控制系统研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 王强;新型磁流变阻尼器与六轴半主动隔振系统研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 肖平;内置永磁体磁流变阻尼器悬架研究[D];合肥工业大学;2016年

4 刘建军;新型磁流变阻尼器及其智能控制方法研究[D];天津大学;2008年

5 张莉洁;冲击载荷下磁流变阻尼器动态特性分析及其控制系统设计[D];南京理工大学;2008年

6 黄继;含磁流变阻尼器自动武器缓冲系统控制理论与技术的研究[D];中北大学;2011年

7 张红辉;磁偏置内旁通式磁流变阻尼器研究[D];重庆大学;2006年

8 蒋学争;自供能磁流变阻尼器的振动能量捕获技术研究[D];南京理工大学;2012年

9 史鹏飞;磁流变阻尼器的拟负刚度控制及实时混合试验方法[D];哈尔滨工业大学;2011年

10 付杰;负刚度磁流变阻尼器减震系统的理论与实验研究[D];华中科技大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 周龙亭;自供能磁流变阻尼器原理及其能量管理电路研究[D];重庆大学;2011年

2 李占卫;磁流变阻尼器的结构和性能研究[D];南京理工大学;2012年

3 杨涛;面向病理性震颤抑震的磁流变阻尼器的研制[D];哈尔滨工业大学;2012年

4 蔡路;磁流变阻尼器设计、仿真与试验研究[D];西南交通大学;2015年

5 李仕游;基于磁流变阻尼器的汽车悬架半主动控制的研究[D];西南交通大学;2015年

6 王恒;基于磁流变阻尼器的力反馈手指康复训练系统研究[D];东南大学;2015年

7 张延平;基于磁流变阻尼器自行火炮半主动悬挂技术研究[D];中北大学;2016年

8 亢国存;基于磁流变阻尼器和半月板的智能仿生腿研究[D];东北大学;2014年

9 刘松;磁流变阻尼器的研究及其应用[D];南京航空航天大学;2015年

10 桂腾;游梁抽油机磁流变二次精确平衡及控制研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

，

本文编号：856760