自供電自傳感磁流變減振器研究.pdf

1、隨著汽車在現(xiàn)代社會(huì)逐漸普及，人們對(duì)于車輛駕駛舒適性和操縱穩(wěn)定性提出了更高要求。磁流變減振器作為一種智能阻尼器件，因其響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)緊湊、阻尼力可調(diào)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在汽車半主動(dòng)懸架振動(dòng)控制研究中受到重視。但是由于磁流變減振器產(chǎn)生阻尼力需要外部磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的形成需要電流激勵(lì)，若使用汽車蓄電池給磁流變減振器供電，則需引出一條電線，導(dǎo)致系統(tǒng)的可靠性降低，同時(shí)，汽車懸架里四支磁流變減振器在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)帶來(lái)不小的能量消耗。為了解決能量供給問(wèn)題，提高

2、磁流變減振器的可靠性，需要磁流變減振器具有自供電功能。同時(shí)，磁流變減振系統(tǒng)作為一種智能控制系統(tǒng)，需要具備感知自身動(dòng)態(tài)振動(dòng)信息的能力，為智能控制提供運(yùn)動(dòng)參數(shù)依據(jù)。磁流變減振器振動(dòng)信息是實(shí)現(xiàn)磁流變減振系統(tǒng)智能控制過(guò)程中亟待獲取的部分。磁流變減振器振動(dòng)信息即磁流變阻尼器的缸體與活塞桿之間的相對(duì)位移、速度或加速度。本文以磁流變阻尼器自供電自傳感技術(shù)在車輛領(lǐng)域的應(yīng)用為背景，本文提出一種由滾珠絲杠機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)盤式永磁發(fā)電機(jī)的振動(dòng)能量采集方案，基于電信號(hào)

3、與缸體和活塞桿之間的相對(duì)速度的線性關(guān)系，分析減振系統(tǒng)的自傳感性能，揭示磁流變阻尼器自供電情況下的阻尼力變化規(guī)律，研究既有較大的理論難度，又有重要的現(xiàn)實(shí)意義。問(wèn)題的解決將為磁流變阻尼器在磁流變減振系統(tǒng)中的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行提供理論指導(dǎo)，也將為磁流變技術(shù)推向工程應(yīng)用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。主要工作包括以下五個(gè)方面：
　?。?）文獻(xiàn)綜述，闡述研究背景和意義。指出了磁流變減振器具備自供電功能的重要研究意義，介紹了振動(dòng)能量采集的三種方式，綜述了國(guó)內(nèi)外學(xué)者針

4、對(duì)實(shí)現(xiàn)磁流變減振器自供電自傳感功能的研究現(xiàn)狀，分析了研究中存在的問(wèn)題。
　?。?）設(shè)計(jì)振動(dòng)能量采集器，確定盤式永磁發(fā)電機(jī)尺寸，研究基本電磁關(guān)系理論。針對(duì)磁流變減振系統(tǒng)的自供電問(wèn)題，提出一種基于盤式永磁發(fā)電機(jī)的振動(dòng)能量采集器，并選擇滾珠絲杠作為運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。確定了盤式發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸，進(jìn)行了磁路設(shè)計(jì)，推導(dǎo)了空載反電動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式。
　?。?）建立盤式發(fā)電機(jī)電磁仿真模型，分析其供電性能。使用Maxwell3D軟件建立了盤式永磁

5、發(fā)電機(jī)的電磁仿真模型，設(shè)計(jì)了整流濾波電路，分析了發(fā)電機(jī)在定轉(zhuǎn)速激勵(lì)和簡(jiǎn)諧激勵(lì)下的空載特性和負(fù)載特性、電磁反力性能。
　　（4）建立自供電自傳感測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行性能驗(yàn)證。根據(jù)基于盤式永磁發(fā)電機(jī)的振動(dòng)能量采集器和磁流變減振器尺寸參數(shù)，加工研制了振動(dòng)能量采集器原型和磁流變減振器，建立了基于MTS的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)磁流變減振系統(tǒng)性能進(jìn)行了測(cè)試，包括振動(dòng)采集器的自供電性能、自傳感性能以及可控阻尼力的大小。
　?。?）提出一種基于輸出電壓包絡(luò)線自