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磁流变液阻尼器的设计及其应用于汽车悬架的振动控制
| 论文题名： | 磁流变液阻尼器的设计及其应用于汽车悬架的振动控制 |
| 关键词： | 磁流变液;阻尼器;建模;磁路设计;模糊控制 |
| 摘要： | 磁流变液(Magnetorheological Fluid简称MRF)是一种智能材料.在磁场的作用下,它能在液态和类固态之间进行快速转化,同时转化的过程是可控、可逆的.目前其主要应用领域为汽车制造、建筑、机械工程以及医学、电子玩具等行业.但是磁流变液及其磁流变液器件发展到现在还有许多的难点和不足,它的应用有待于进一步开发研究.已有的动力学模型研究成果存在关系式复杂、物理意义不明确及关键参数较难确定的问题;在磁流变液阻尼器磁路方面的设计研究仍不够成熟,磁路及结构设计有待进一步优化;阻尼器动力学模型需建立更简洁,便于控制应用的模型;阻尼器结构设计存在尺寸与效率优化问题等等.本文就以这些问题作为主要研究的方向.全文主要内容如下:(1)首先对磁流变液和磁流变液阻尼器的发展及应用趋势及其在汽车悬架控制技术中的应用发展情况进行研究.分析了磁流变液阻尼器的发展前景及其应用的范围,介绍了磁流变液最基本的概念和特性表现.总结了影响磁流变液特性的因素.分析磁流变阻尼器的力学特性和剪切、流动、挤压三种工作模式,以及汽车对磁流变液的特殊性能要求.(2)建立了平行极板的阻尼器在无磁场和磁场作用下的动力学模型,并以此为基础进一步推出环形极板阻尼器的动力学模型.得出各种工作模式下的阻尼器阻尼力的计算方法,建立起了阻尼力和阻尼器的结构参数、活塞速度以及外加磁感应强度之间的关系.(3)在磁路分析基础上,以漏磁系数概念为设计思路进行磁路设计,给出了MRF阻尼器的磁路设计准则和原理,并用磁路分析有限元方法对MRF阻尼器磁路结构进行数值计算仿真验证,提出了磁路设计的改进方法.总结归纳了MRF阻尼器结构设计的注意事项和设计原则,并进行了磁流变液阻尼器的结构设计.(4)以基于磁流变液阻尼器的二自由度1/4汽车悬架为模型对象进行减振分析.采用了以"天棚"阻尼原理为控制策略的模糊控制方法,用这种方法在MATLAB的Simulink环境中,进行减振仿真,并分析了仿真结果.(5)对MRF阻尼器静态和动态特性进行实验分析探索,建立了实验方案,给出了具体实验步骤. |
| 作者： | 李金 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 张华良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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