磁流變液阻尼器運(yùn)行狀態(tài)敏感電流源研究.pdf

1、汽車(chē)懸架系統(tǒng)阻尼特性的合理匹配對(duì)提高乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用，國(guó)外汽車(chē)制造商普遍采用更換不同阻尼特性的一系列阻尼器或者機(jī)械式可調(diào)阻尼器，主觀與客觀評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法進(jìn)行懸架阻尼參數(shù)的實(shí)驗(yàn)匹配，該技術(shù)被國(guó)外公司所控制，國(guó)內(nèi)汽車(chē)企業(yè)尚需國(guó)外技術(shù)支持。并且這種匹配方法只能實(shí)現(xiàn)壓縮阻尼與復(fù)原阻尼的聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)，很難實(shí)現(xiàn)懸架阻尼參數(shù)的最優(yōu)與自動(dòng)匹配。利用阻尼可調(diào)的磁流變阻尼器來(lái)代替一系列阻尼器或機(jī)械式可調(diào)阻尼器，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)懸架阻尼參數(shù)的最

2、優(yōu)匹配是一種全新的嘗試，但涉及系列的理論方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)需要解決，其中能辨識(shí)磁流變阻尼器運(yùn)行狀態(tài)（復(fù)原與壓縮）的敏感電流源是關(guān)鍵技術(shù)之一。目前國(guó)內(nèi)外研制的磁流變液阻尼器控制器及其電流驅(qū)動(dòng)器，尚不能完全滿足輸出電流隨運(yùn)行狀態(tài)變化和無(wú)級(jí)可調(diào)的需求，并且其關(guān)鍵技術(shù)都是保密的。因此，研究具有運(yùn)行狀態(tài)感知的磁流變液阻尼器電流驅(qū)動(dòng)源，對(duì)開(kāi)展汽車(chē)懸架阻尼特性合理匹配具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文針對(duì)特定的汽車(chē)磁流變阻尼器阻抗特性及其運(yùn)行特征，采用超

3、聲波傳感器對(duì)汽車(chē)磁流變液阻尼器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行感知，運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)磁流變液阻尼器的運(yùn)行狀態(tài)辨識(shí)；利用電力電子技術(shù)的相關(guān)原理，結(jié)合磁流變液阻尼器的阻抗特性，提出了狀態(tài)敏感電流源驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)方法；完成了系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)，搭建了實(shí)際電路系統(tǒng)，開(kāi)展了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　根據(jù)具體的磁流變阻尼器的運(yùn)行特點(diǎn)，本文將超聲波接收與發(fā)送傳感器分別安裝在磁流變液阻尼器的兩端，計(jì)算超聲波的渡越時(shí)間就能判斷阻

4、尼器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化。超聲波的時(shí)延和傳播介質(zhì)的溫度是影響其動(dòng)態(tài)測(cè)距實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的重要因素，為更精確測(cè)量超聲波的渡越時(shí)間，提高測(cè)量的分辨率，采用了數(shù)字信號(hào)處理器作為控制器，在一個(gè)測(cè)控循環(huán)中對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)合阻尼器運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車(chē)磁流變液阻尼器運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別。
　　根據(jù)具體的磁流變液阻尼器的阻抗特性和對(duì)電流驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)要求，利用電力電子技術(shù)的BUCK變換拓?fù)潆娐泛兔}寬調(diào)制（PWM）原理，提出了狀態(tài)敏感電流源驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)方法，推導(dǎo)

5、了電流驅(qū)動(dòng)器的傳遞函數(shù)，構(gòu)建了其動(dòng)態(tài)模型，對(duì)其穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性進(jìn)行了討論；為提高其快速性，消除穩(wěn)態(tài)誤差，進(jìn)行了校正電路設(shè)計(jì)；為了減小電流、電壓突變對(duì)器件的沖擊，進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)電路和緩沖電路設(shè)計(jì)；為了能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作，進(jìn)行了散熱設(shè)計(jì)、軟啟動(dòng)和保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；為進(jìn)一步完善本電流源設(shè)計(jì)，采用一些現(xiàn)代電力電子設(shè)計(jì)中的新技術(shù)。
　　通過(guò)搭建的實(shí)際電路系統(tǒng)，開(kāi)展了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在溫度為23.5℃時(shí)，磁流變液阻尼器運(yùn)動(dòng)1毫米，