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基于磁流变液隔振器的发动机振动控制研究
| 论文题名： | 基于磁流变液隔振器的发动机振动控制研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;柴油发动机;振动控制;隔振器;模糊逻辑;磁流变悬置 |
| 摘要： | 发动机运转时会产生宽频、多振源和多主频的振动，这不仅会影响其他机载设备仪器的正常工作，还会极大地降低乘坐舒适性，并对周围的环境造成严重的滋扰。目前发动机悬置大多数采用的是橡胶悬置或液压悬置，其隔振性能还不能令人满意，性能优良的半主动悬置受到了众多研究者的重视。磁流变半主动悬置存在非线性，要建立一个精确的模型对其进行控制比较困难。针对发动机复杂振动激励，结合磁流变悬置的非线性特性，研究基于模糊逻辑的控制方法对发动机振动隔离具有重要的现实意义。 本文在理论分析发动机产生复杂振动机理的基础上，用试验方法对柴油发动机的振动特征进行了系统测试；建立了发动机隔振系统的动力学模型，从理论上分析了发动机悬置参数对隔振系统传递率的影响；按照柴油发动机悬置安装技术要求设计制作了基于圆盘挤压模式的磁流变液可控悬置，并在国家客车质量检测中心对磁流变悬置进行了示功特性检测；提出了PID和模糊控制策略；利用NI的CompactRIO嵌入式实时控制器，设计了发动机振动控制的数据采集和实时控制硬件，并编写了相应的数据采集和控制程序；最后在不同工况下，对发动机进行振动隔离控制试验，对基于磁流变悬置PID控制和模糊控制后的数据进行了处理和分析，并和被动的橡胶悬置的试验结果进行了对比分析。 通过以上研究表明：发动机的主要振动激励源为二阶往复惯性力和倾覆力矩，磁流变悬置循环耗散功与激励频率、励磁电流之间存在非线性关系。将发动机振动传递到支承的动态激振力作为发动机悬置隔振效果的评估指标是合理的。低频时要求隔振器具有大阻尼、大刚度，高频时要求小阻尼、小刚度的模糊控制策略，以二阶激振频率、振动加速度为输入，可控电压为输出的两输入单输出的模糊控制器是可行的。试验结果表明，相对于橡胶悬置，基于磁流变悬置的控制系统能够降低发动机动态激振力传递到支承，低转速条件下振动隔离效果优于在高转速条件下振动隔离效果，且模糊控制效果优于PID控制。 |
| 作者： | 刘会兵 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 廖昌荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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