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磁流变阻尼减振器及其控制方法研究
| 论文题名： | 磁流变阻尼减振器及其控制方法研究 |
| 关键词： | 磁流变阻尼减振器;汽车减振技术;模糊PID控制算法 |
| 摘要： | 随着汽车工业的不断发展，人们对汽车性能的要求也是越来越高，尤其是在汽车舒适性和安全性方面。要提高汽车这两方面的性能，汽车减振就是其中一个比较重要的研究对象。汽车减振技术也随着工业技术的不断发展，经历了单纯的弹簧减振器、液压减振器、充气式减振器、以及本文研究的磁流变阻尼减振器等技术时代。磁流变阻尼减振器具有功耗低、动态范围宽、阻尼连续可调、响应速度快等优点，是减振技术研究中非常有发展前景的一种减振器。但是，该种减振器具有非常复杂的非线性特性，因此在对该减振器进行建模和对其进行有效的控制还有待进一步的完善，也是当前磁流变阻尼减振技术研究的一个比较有意义的方向。 本文对磁流变阻尼减振器的工作原理、模型、减振系统、以及对磁流变阻尼减振器提出的控制算法进行了深入的理论与实验研究。对磁流变阻尼减振器做的具体工作主要包括： (1)磁流变阻尼减振器的工作原理。主要分析了磁流变阻尼减振器的磁路，通过磁流变阻尼减振器的磁路公式中各个量提出了磁流变阻尼减振器在设计时应该遵循的设计原则。分析了一个衡量磁流变阻尼减振器性能的一个特别重要的参数：响应时间。针对磁流变阻尼减振器的响应时间的组成，提出了提高磁流变阻尼减振器的响应时间的具体措施。 (2)磁流变阻尼减振器的力学模型。本文主要针对磁流变阻尼减振器的工程实用性比较强的Bingham模型、修正的Bingham模型、Bouc-Wen模型、修正的Bouc-Wen模型，在MATLAB环境下进行了仿真。分别得到了其位移-阻尼力和加速度-阻尼力特性曲线，通过对基于各个模型下的位移-阻尼力特性曲线和加速度-阻尼力特性曲线的分析，充分说明了各个模型的特点。 (3)减振系统的分析。分别在单级减振系统和多级减振系统(两级减振系统)结构模型图的基础上，利用牛顿定理列出了减振系统的微分方程并建立了系统传递函数。通过MATLAB软件仿真得到了各自的BODE图，分析了两种减振系统在不同阻尼系数下各自的BODE图。运用磁流变阻尼减振器的线性化模型，建立了基于磁流变阻尼减振器的减振系统并列出了其微分方程，在MATLAB环境下分别建立了在相同振幅不同外加控制电流下和相同外加控制电流不同振幅下的BODE图，通过分析BODE图验证了磁流变阻尼减振器可以很好的运用在减振系统中。 (4)磁流变阻尼减振器的控制算法研究。本文针对磁流变阻尼减振器建立PID控制、模糊控制、模糊PID控制算法。并且建立的控制算法在磁流变阻尼减振器实验平台中得到了成功运行。 |
| 作者： | 原宝太 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 谢光汉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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