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原文传递面向磁流变阻尼器的硬件在环试验方法研究

论文题名：	面向磁流变阻尼器的硬件在环试验方法研究
关键词：	车辆半主动悬架系统;磁流变阻尼器;硬件在环;试验平台
摘要：	磁流阻尼器作为一种比较典型的车辆半主动悬架主要部件，它具有阻尼力可控、响应快、功率消耗较低等优点，因此安装有磁流变阻尼器的半主动悬架将逐渐推向市场。实际磁流变阻尼器开发时，在反复验证控制效果过程中，调整控制算法和修改硬件既耗费时间，又浪费材料。　　目前，针对车辆路谱转换和磁流变半主动悬架研究的过程中广泛应用1/4车辆悬架台架试验系统，但已有试验将整体悬架结构引入实验装置中，由此增加开发过程中试验结构的变量，如非簧载结构相关的物理量，不能专注于研究磁流变减振器特性，所以不能准确描述磁流变阻尼器在不同振动激励下的减振特性，严重影响了磁流变阻尼器的开发进程。针对此问题，本文研究缩短磁流变阻尼器的开发进程的方法，以1/4车辆悬架为例研究不同路况时修改控制算法时的硬件在环试验方法，编写包含磁流变阻尼器天棚阻尼控制算法的半主动控制程序，设计并搭建了直接针对簧载质量施加激励的硬件在环试验平台，对磁流变阻尼器半主动悬架系统进行了仿真和试验研究，主要内容包括一下几个方面。　　首先，根据磁流变阻尼器的工作原理，对此次研究的磁流变阻尼器进行工作特性分析。结果显示为了使车辆具有理想的减振特性，需不同的阻尼系数，为后文的仿真和试验研究提供理论基础。　　为了既采用符合实际振动激励的随机加载方法进行试验，又避免在磁流变阻尼器开发试验进程中，花费大量时间对非簧载结构引入带来的影响，本文研究缩短磁流变阻尼器的开发进程的方法，提出一种基于时域路谱激励的直接簧载激励试验方法，该方法将簧载激励作为振动激励，并以1／4悬架模型为例，由Simulink仿真分析得到簧载质量的加速度时域激励谱，对此激励谱数据进行波形编辑处理，通过试验系统控制电液伺服激励台对道路谱作用下的簧载激励进行精准复现。　　本文将此簧载质量的加速度时域激励谱作为试验激励，研究不同路况时方便修改控制算法的硬件在环试验方法。为此，通过编写包含磁流变阻尼器天棚阻尼控制算法程序，建立的完整半主动控制模型，设计并搭建了磁流变阻尼器硬件在环控制算法验证平台，该平台主要由Premax电液伺服控制器、程控电源、程控标定仪、双横梁电液加载实验台等构成。　　最后，基于此平台对磁流变阻尼器半主动悬架系统进行了仿真和试验研究。通过不同工况的正弦和道路谱激励试验可知：与被动悬架相比，半主动悬架簧载质量加速度下降超过1/3。该试验结果验证了本文所提出的路谱转换试验方法和直接簧载质量激励法结合，可有效加快磁流变半主动悬架控制试验；简便调整控制算法，修改硬件，从而加快磁流变阻尼器的开发进程。
作者：	徐泽钧
专业：	机械工程
导师：	杨礼康
授予学位：	硕士
授予学位单位：	浙江科技大学
学位年度：	2022