面向隨動(dòng)控制的磁流變阻尼器及其逆向建模與驗(yàn)證.pdf

1、磁流變阻尼器(MRD)具有阻尼可控、耗能少，響應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，已成為汽車(chē)、土木、航空等領(lǐng)域半主動(dòng)控制研究熱點(diǎn)?；诖帕髯兛煽刈枘岬碾S動(dòng)控制系統(tǒng)利用磁流變阻尼器良好的可控性，與傳感器和控制器相結(jié)合后，再現(xiàn)目標(biāo)阻尼力，達(dá)到隨動(dòng)控制目的。
　　 本文設(shè)計(jì)了面向隨動(dòng)控制的單出桿磁流變阻尼器，探討了單出桿磁流變阻尼器體積補(bǔ)償結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。開(kāi)展了磁流變阻尼器示功特性測(cè)試。在試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上分別建立了阻尼器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與逆向模型，基于1/4車(chē)輛懸架半

2、主動(dòng)控制系統(tǒng)，構(gòu)建了面向車(chē)輛阻尼匹配的隨動(dòng)控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　 ①概述了磁流變液及磁流變效應(yīng)，簡(jiǎn)要介紹了磁流變阻尼器在車(chē)輛、軍事、隨動(dòng)控制系統(tǒng)方面的應(yīng)用。總結(jié)了磁流變阻尼器逆向建模研究現(xiàn)狀，指出了目前研究中存在問(wèn)題，闡述了基于磁流變可控阻尼技術(shù)的隨動(dòng)控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用前景，提出了本文研究任務(wù)。
　　 ②結(jié)合車(chē)輛懸架技術(shù)特點(diǎn)，確定了磁流變阻尼器的基本工作模式及補(bǔ)償方式。運(yùn)用流體力學(xué)方程，進(jìn)行

3、了磁流變阻尼器牛頓流準(zhǔn)靜態(tài)建模，確定了磁流變阻尼器的流變學(xué)結(jié)構(gòu)參數(shù)。從阻尼器磁路設(shè)計(jì)原則出發(fā)，確定了磁路的結(jié)構(gòu)參數(shù)及電磁參數(shù)。設(shè)計(jì)了內(nèi)部壓力可調(diào)的蓄能器結(jié)構(gòu)。成功完成了阻尼器的制造與裝配。分析了產(chǎn)生空程現(xiàn)象的原因，探討了單出桿磁流變阻尼器蓄能器補(bǔ)償壓力計(jì)算方法。
　　 ③運(yùn)用氣體狀態(tài)方程及流體力學(xué)建立了磁流變阻尼器輸出力模型，開(kāi)展了磁流變阻尼器的示功特性測(cè)試。根據(jù)磁流變阻尼器特性試驗(yàn)結(jié)果，研究了補(bǔ)償結(jié)構(gòu)帶來(lái)的附加剛度對(duì)磁流變阻尼

4、器性能的影響。選取合適的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，建立了磁流變阻尼器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(NN)模型，用于磁流變阻尼器逆向建模的驗(yàn)證工作。
　　 ④選取合適的樣本數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在Matlab環(huán)境下建立了磁流變阻尼器BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆向模型。為驗(yàn)證磁流變阻尼器逆向模型效果，根據(jù)1/4車(chē)輛懸架動(dòng)力學(xué)模型，結(jié)合天棚阻尼控制算法，運(yùn)用Matlab Simulink構(gòu)建了磁流變隨動(dòng)控制系統(tǒng)，仿真驗(yàn)證了磁流變阻尼器逆向模型，結(jié)果表明逆向模型具有良好的跟隨特性。