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基于磁流变阻尼器的座椅隔振控制系统研究
| 论文题名： | 基于磁流变阻尼器的座椅隔振控制系统研究 |
| 关键词： | 模糊控制;减振器;座椅隔振;控制系统;磁流变液;阻尼器 |
| 摘要： | 现代机械车辆朝着高速、重载方向发展的同时，对乘坐的舒适性及操纵的安全性等方面提出了更高要求。工程机械的工作环境恶劣，在行驶或作业过程中常会产生强烈振动。目前国内外普遍采用被动隔振方式来衰减座椅的有害振动，由于被动控制阻尼不可调，减振效果不理想，驾驶员易受到各类型振动冲击，大大降低乘坐舒适性和作业效率。同时司机长时间承受低频高强度的乘坐振动，易引发职业性疲劳疾病，而80﹪的重大交通事故均是由疲劳驾驶所引起。因此研究工程机械座椅减振控制系统具有重要意义。 本文对基于磁流变阻尼器的座椅减振控制系统进行了研究。分析了磁流变液的工作机理和力学特性，并对采用Bingham塑性模型的磁流变阻尼器的工作模式和动力学模型进行了分析研究。采用磁流变阻尼器半主动控制理论和方法，建立了座椅可控磁流变阻尼非线性控制系统的数学模型。 本研究将模糊控制理论应用于座椅减振控制系统中，设计出了双输入单输出的模糊控制器，并通过Matlab进行仿真分析，结果证明模糊控制器具有较好的控制性能。然后利用模糊逻辑推理的方法，通过离线计算，得到了简洁方便的模糊控制表。最后完成了控制系统的硬件电路设计和制作。 控制系统采用单片机为核心，主要由位移传感器、信号处理电路、看门狗电路、电源电路、控制输出电路、执行器等组成，并采用汇编语言编制了实现模糊控制器性能的算法程序，包括数据采集、分析计算和PWM控制输出等模块。当地面激励引起的振动通过底盘传递到座椅时，控制器通过传感器得到座椅位移的采样值，然后通过模糊控制算法计算出控制量，以PWM方式输出，控制阻尼器的阻尼力的大小，从而达到减振的目的。 试验证明本文所设计的控制器具有体积小、工作稳定、操作简单、可靠性高等特点。该技术应用于工程机械中，不仅可以保证乘员的舒适性、安全性和操作的稳定性，还可以提高工作效率，为企业带来良好的经济效益和市场竞争力，应用前景广阔。 |
| 作者： | 叶雄兵 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 高文中 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 石家庄铁道学院 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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