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磁流变液阻尼器负载建模与分析及驱动研究
| 论文题名： | 磁流变液阻尼器负载建模与分析及驱动研究 |
| 关键词： | 磁流变液阻尼器;负载特性;可控电流源;车辆智能悬架系统 |
| 摘要： | 磁流变液阻尼器在车辆智能悬架系统中具有广阔的应用前景，基于磁流变效应，通过控制线圈励磁电流产生被控磁场，使磁流变液流动特性发生变化，从而改变阻尼力大小，达到可控振动抑制的目的。阻尼器活塞、缸体及阻尼间隙中的磁流变液构成的磁路，作为驱动电路的负载，对阻尼器的动态响应行为具有本质影响。在实际负载中，阻尼器电磁线圈的多层结构、铁芯带来的涡流效应等对负载的频率响应特性影响明显，对其负载特性进行建模分析，并指导驱动电流源的设计，具有重要的学术价值和实用意义。本文对磁流变液阻尼器的负载特性进行分析，提出了一种新的理论模型，并设计适用于磁流变液阻尼器负载特性的可控电流源，详细介绍了电流源的设计思想和实现方法。具体研究内容如下： ①概述磁流变液及磁流变效应，介绍了磁流变液阻尼器在工程实践中的应用，详细列举了目前磁流变液阻尼器的负载特性分析及可控电流源设计国内外现状，针对目前存在的问题，简述了本文的研究内容。 ②根据磁流变液阻尼器的特定结构，考虑其内部复杂的非线性磁场效应，采用实验建模技术，提出一种新的理论模型并进行实验验证分析，研究了模型各感性分量对动态响应时间的影响，为实现磁流变液阻尼器的负载特性研究和驱动器开发技术的有效衔接给出了参考。 ③为了设计动态响应快，线性度好的可控电流源，论文综合比较了开关电源的两种电压控制各种拓扑结构的优缺点、以及电压型控制与电流型控制的区别，确定了电压型PWM DC/DC Buck式电路的设计方案，对Buck式电路进行了理论推导，为电流源的总体设计方案提供了理论支持。 ④根据提出的可控电流源整体设计结构和方案，采用模块化原则，对电路各个模块进行了详细的设计和分析，确定了主电路模块、PWM控制模块、单片机控制系统等模块的详细电路原理图以及参数，完成了主电路的硬件设计。基于Saber软件的电路模块仿真表明，电路设计正确可行。 ⑤最后，在基于可控电流源硬件设计的基础上，完成了数据采样、PID控制模块、以及DA控制等各个模块的软件编程，从理论上计算了控制电压与PWM模块输出占空比的关系，并通过Simulink建模仿真，确定了数字PID控制器的各项参数。最后对可控电流源系统进行了整体测试，对输出电流的线性度以及响应时间进行了测试。 |
| 作者： | 余昭 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 张红辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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