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245

作者：

张克余

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摘要：

磁流变流体独特的流变特性使其在许多的工程中得到应用,由其制成的磁流变阻尼器具有温度适应性强,响应快,耗能低等优点,在振动控制领域中被广泛关注.但由于磁流变阻尼器因磁流变现象而存在滞回效应,使速度-阻尼力的关系呈现出滞环现象,输出力和速度不是一一对应的关系.这种迟滞非线性是一种结构性的非线性,一般不能通过泰勒展开的方式进行线性化,而且,迟滞特性还与负载变化率有关,使得对基于磁流变流体的器件和结构进行主动,半主动控制极为困难,难以达到理想控制效果.建立能够准确描述磁流变流体特性的动力学模型,是设计控制策略和实现良好的控制效果的重要因素之一,对推进磁流变流体的应用也有着重要的作用. 本文第一章介绍磁流变阻尼器的发展状况及应用研究,详细阐述了本文的研究目的,意义及主要内容. 第二章主要介绍了磁流变阻尼器动力学模型的研究现状,分析各种模型的优缺点,及其对磁流变阻尼器进行控制设计分析时产生的影响.针对磁流变阻尼器的非线性滞回特性,重点分析二阶常微分方程模型,此模型将磁流变阻尼器滞回动力学行为表述成一个二阶非线性常微分方程形式,文中对该模型数值仿真分析表明,随着参数的改变,滞回曲线随之发生改变. 第三章首先对磁流变阻尼器进行实验研究,获得磁流变阻尼器F-S和F-V曲线,为研究其非线性滞回特性提供基础.其次,讨论了模型中各参数初始值的确定方法,即利用实验数据和最小二乘法原理确定初始值.最后通过实验研究表明,该模型的仿真模拟结果与实验结果吻合性较好,且能准确地模拟磁流变阻尼器的动力学行为. 第四章首先介绍了磁流变阻尼器控制策略的研究现状.其次针对二阶常微分方程模型,通过改变载荷激励和改变输入电流,建立两种控制策略.重点分析了改变输入电流的控制方法,即在输入激励一定的情况下,磁流变阻尼器的阻尼力表述成只与激励电流有关的式子,并分析其对阻尼力的影响.由实验结果表明,阻尼力与速度间的预期滞回曲线与实验数据曲线的吻合性较好,由此得出通过控制输入电流可以达到控制磁流变阻尼力的目的.

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关键词：

磁流变液 阻尼器 反馈控制 参数识别 数学建模

学位级别：

硕士

学位年度：

2010

DOI：

10.7666/d.y1871367

被引量：

1