電磁自集能與速度自感知磁流變阻尼器研究.pdf

1、以磁流變阻尼器為核心的半主動控制系統(tǒng)具有能量消耗低、輸出阻尼力大,并且連續(xù)順逆可調(diào)等優(yōu)點,而且可以非常方便地與控制終端相結(jié)合,已經(jīng)成為土木工程結(jié)構(gòu)新一代的高性能和智能化減振裝置。具有自感知能力的阻尼器和自適應(yīng)型磁流變阻尼器由于結(jié)構(gòu)簡單、連接線纜少,因而其可靠性更好,是當前該領(lǐng)域研究的主要趨勢。本文首先采用光學鼠標芯片完成了非接觸型速度傳感器的設(shè)計,然后通過將小型發(fā)電機置于阻尼器缸體內(nèi)部實現(xiàn)了阻尼器的自供能要求。本文主要研究內(nèi)容如下:

2、r>　　計算分析了影響速度獲取算法誤差的因素。結(jié)果表明,激振頻率和采樣周期對于相對誤差的影響要遠大于振幅的影響。當采樣周期足夠短的情況下,即使對于變加速運動該算法也可以取得較好的精度。
　　基于商業(yè)鼠標完成了速度傳感器的設(shè)計,并進行了試驗驗證。結(jié)果表明,該方案在激振頻率較低的情況下可以取得較好的效果,其最大相對誤差為11％,說明基于光電鼠標可以實現(xiàn)速度感知。但是由于該設(shè)備晶振只有15kHz,使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間至少需要5ms。同時由

3、于其數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)位只有8位,使傳感器的最大量程受限。滿足不了工程上的需要。
　　設(shè)計了以STC12C5A60S2單片機和ADNS9500光學芯片為核心的速度傳感器,并在軟件和硬件方面進行了詳細的設(shè)計。測試結(jié)果表面明,該傳感器的分辨率為0.018mm/s。量程為0-3810mm/s,可完全滿足工程需要。與阻尼器聯(lián)合試驗表明,該速度傳感器不僅能夠隨時獲得阻尼器的運動狀態(tài)還可以對阻尼器施加簡單的控制。
　　基于商品小型發(fā)電機,