基于磁流变阻尼器的结构振动优化控制

磁流变（MR）阻尼器利用MR流提供可控性是当今最新的半主动控制装置，工程应用前景十分广阔，但由于MR阻尼器所固有的高度非线性动特性，使得描述其阻尼力-输入电压关系的逆向动特性的数学模型很难得到，而逆向动特性模型对实现整个控制策略又是至关重要的。本项研究针对这一问题提出运用神经网络技术建立MR阻尼器的神经网络模型来模拟其逆向动特性，并设计与之相适应的控制系统，建立起基于MR阻尼器的结构振动控制的有效分析方法，通过数值仿真结果探讨所提出的结构控制策略的有效性。     

基于磁流变阻尼器的结构振动特性研究

结构振动控制可以有效地提高结构抗震性能,减轻其在动力作用下的反应和损伤,近年来,基于磁流变阻尼器的结构半主动控制也得到大力发展。本文对三层框架结构进行了数值模拟,对有无磁流变阻尼器结构的振动特性进行了分析比较。     

多环形槽结构磁流变阻尼器的实验建模

对自行设计的、多环形槽结构磁流变阻尼器进行了理论分析与实验建模.该阻尼器的主要特点是在阻尼活塞周向表面上开有若干个矩形齿状环形槽,并且通过磁路设计,使流经阻尼通道处的磁流变液流动方向与其作用的磁力线方向垂直,用以增大阻尼力和阻尼力变化范围.然后从磁流变液的流变特性、电磁学的角度出发,利用修正了的非牛顿流体宾汉模型、结合实验数据,建立了该阻尼器的力学模型.利用该模型绘制和分析了外加磁场(通过施加电流实现)和阻尼力之间关系曲线,与实验结果较好吻合,从而证明了模型的正确性,为磁流变液阻尼器设计和性能预测提供了参考.     

基于小波变换的磁流变悬架模糊控制算法

运用小波变换的方法将汽车行驶时车身振动信号分解成若干频率成分,分解结果经模糊化处理后作为模糊控制器的输入,根据振动能量的频域分布和车辆悬架阻尼匹配原理制订模糊控制规则,实时调节磁流变阻尼器的阻尼力.实车道路试验表明,基于小波变换的模糊控制算法无论对车身振动还是车轴振动都取得了良好的抑制效果(共振峰值下降了5dB),并且比天棚阻尼控制更具优势.由于该算法只需要一个传感器测量车身加速度,不需要预测路面,是一种非常有应用前景的算法.     

基于系统识别理论的磁流变阻尼器模型

磁流变阻尼器(MR damper)是一种新型的半主动结构振动控制装置。只要给该阻尼器输入很小的能量,它就能在极短的时间内(毫秒级)产生很大的力。这种阻尼器的性能可通过一组非线性微分方程来描述,物理参数包括位移、电压和力。给阻尼器输入位移和电压,阻尼器能产生一定的力。基于系统识别理论,采用ARX模型和优化神经网络技术对磁流变阻尼器的性能进行了仿真。训练后的神经网络能分别通过前向模型和反向模型精确地预测磁流变阻尼器的力和电压。把这样的神经网络用于控制系统,还能实现结构的主动控制。     

基于磁流变阻尼器的结构损伤模拟试验研究

本文提出了一种利用磁流变阻尼器模拟受压构件刚度折减的试验方法。通过改变磁流变阻尼器通电电流来调整受压构件的抗压刚度的大小。在输电塔桁架截断动力模型试验中,利用该方法模拟受压构件刚度的瞬时折减。结合短时傅里叶变换方法,对构件发生刚度折减的时间进行损伤识别。试验结果验证了该方法的有效性。     

磁流变阻尼器控制砂轮振动实验

砂轮振动是磨床磨削过程中产生工件加工表面振纹,影响加工质量的重要因素。针对砂轮不平衡引起主轴振动,搭建砂轮振动控制实验台,模拟磨床工作状态。在砂轮主轴上安装磁流变阻尼器,实验研究阻尼器对砂轮振动控制影响规律。结果表明,在砂轮机工作转速下,阻尼器通入电流,砂轮主轴振动峰峰值及转频振动幅值均有明显下降,降幅随电流增大而增大。通过分析时域及频域波形,可知阻尼器能有效抑制砂轮主轴振动,使砂轮振动保持在较低水平。     

磁流变阻尼器瞬态响应性能的研究

基于平行板流体理论,研究了磁流变液在环型极板间的流体力学特性,建立了磁流变阻尼器响应时间与阻尼器结构参数电路参数的关系.着重研究阻尼器结构参数、电路参数对磁流变阻尼器瞬态响应能力的影响,并预测了磁流变阻尼器流相转变的响应时间以及电路过渡时间.本文的结论对磁流变阻尼器结构设计以及性能评估具有重要的理论指导意义.     

多级蜿蜒磁路式磁流变阻尼器的设计与分析

为了改善磁流变阻尼器的阻尼特性,设计了一种多级蜿蜒磁路式磁流变阻尼器。该磁流变阻尼器通过导磁环和阻磁环的堆叠来引导磁感线的走向,迫使磁感线数次穿过磁流变阻尼器的节流通道,提高了节流通道的利用效率。建立了考虑磁流变液非线性流动特性的数学模型,并通过有限元方法进行了磁路分析,进而对所设计的磁流变阻尼器的特性进行预测。将所设计的磁流变阻尼器的阻尼特性与具有相同体积的传统磁流变阻尼器进行了比较,包括可控阻尼力、等效阻尼和动态范围。结果显示在正弦激励速度为0.125m/s,并通入2.0A电流的情形下,所设计的磁流变阻尼器的最大可控阻尼力为11 000N,约为传统磁流变阻尼器的2.3倍。此外,所设计的磁流变阻尼器并没有使零场情形下的阻尼力增大。所设计的磁流变阻尼器具有优良的阻尼性能,适用于广泛的工程减振应用。     

康复机用多片旋转型磁流变阻尼器研究

康复机是一种能自身产生阻尼力来抵抗人体施加的作用力,达到锻炼人员四肢力量的器械,已被广泛应用于医疗、大众健身等领域,其核心部件为产生可控阻尼力的阻尼器.磁流变液是一种将微米尺寸磁性颗粒混合在非磁性液体中形成具有诸多优良特性的浓悬浮液.而磁流变阻尼器是利用磁流变液做介质进行工作的一种智能阻尼器,它具有重量轻、响应快和能耗低等突出特点.将此阻尼器用于康复机的阻尼部件,能降低噪音、减少污染,延长使用寿命,并能实现阻尼力的连续可控调节.本文综合考虑了旋转型磁流变阻尼器工作片数、间隙、隔磁、散热及加工等诸多因素,研制出一种有效提高磁流变液工作效能和器件工作稳定性的阻尼器;并建立了研究该阻尼器主要动力特性的实验.实验结果表明,该阻尼器的阻尼力矩、力矩可控区间、工作稳定性等较单片型阻尼器均有较大幅度提高,散热性能有明显改善.     

智能磁流变(MR)阻尼器半主动控制的研究

提出了一种基于磁流变(MR)阻尼器的结构智能半主动控制方法。利用模糊神经网络辨识出能真正反映磁流变阻尼器动力特性的智能辨识模型，在此基础上提出一种基于最佳逼近Bang—Bang主动控制的智能半主动控制算法，从而使得MR阻尼器在每一控制瞬时始终处于最大耗能状态，有效地减小了结构在地震作用下的位移与加速度响应。算例仿真验证了所提方法的有效性与实用性。     

柔性结构的模糊主动振动控制研究

针对柔性结构在不同激振信号下的振动抑制问题，研究了如何应用模糊控制理论实现柔性结构的主动控制，提出了一种基于连续模糊判决函数的模糊ＰＤ主动振动控制方法，对悬臂梁分别在瞬态、正弦及随机激振下的模糊ＰＤ主动振动控制进行了仿真研究。结果表明：模糊ＰＤ控制对上述三种激振信号的振动均有明显的抑制作用。由于模糊ＰＤ主动振动控制对结构的不依赖性，该方法对难以建模的大型柔性结构的主动振动控制具有实际意义。     

舰船低频隔振装置磁流变冲击隔离控制技术

在建立磁流变阻尼器动力学模型的基础上,提出一种基于多自由度系统的阻尼器冲击隔离控制算法。仿真结果表明,将磁流变阻尼器应用于低频隔振装置,可以适应舰船环境下多次连续冲击,在限制绝对加速度的同时,能够明显抑制设备的各向位移,提高隔振装置的冲击隔离性能。     

磁流变阻尼器抗爆隔震性能的数值模拟

磁流变阻尼器隔震系统具有隔震效率高、能耗低、可控性好等优点,但针对抗爆结构隔震的研究还很少。本文针对抗爆结构的隔震特点,提出了阶跃电流控制方法,采用改进的Bouc-Wen模型和Matlab Simulink模拟软件,对磁流变阻尼器的抗爆隔震性能进行了模拟分析。结果表明,磁流变阻尼器可以有效改善抗爆结构的位移、加速度和VDV值的响应,与模糊控制方法相比,阶跃电流控制方法更适合于抗爆结构的隔震控制。     

基于模糊PID控制的粉末包装计量控制系统

目的针对粉末包装计量控制系统中由于粉末的流量与螺杆的转速存在着一定非线性的特点,提出一种基于模糊PID的粉末计量包装控制系统。方法该粉末包装计量控制系统由螺杆计量机构、称重机构和信号采集处理单元等组成,根据系统特性,结合模糊逻辑构建模糊自适应调整机构对PID控制器参数进行在线调整,以适应系统特性的非线性变化,并基于Matlab对控制系统进行仿真。结果样机计量控制时偏差度最大为0.8%,仿真结果表明模糊PID较传统PID具有更好的效果。结论该控制系统实际控制工作稳定,鲁棒性较好,可以满足实际控制系统的需要。     

电动汽车总成控制器的fuzzy控制策略

电动汽车总成控制系统直接决定电动汽车性能的好坏.本文将模糊控制应用于电动汽车总成控制系统,给出了具体的设计方案.仿真结果表明,本方案可以有效地提高电动汽车控制实时性和稳定性.     

基于模糊控制的印刷电子装备套准系统控制策略

目的为了提高凹版印刷电子装备的制造精度和一致性,提出一种将模糊控制与PID(Proportion-Integral-Differential)控制有机融合的多层套准系统控制策略。方法在2层套准系统模型基础上,结合多层套准系统的套印工艺,建立4层套准系统非线性耦合数学模型,有机结合模糊控制和PID控制设计4层套准系统模糊PID控制策略,并利用Simulink软件对所提出的控制策略进行仿真研究。结果仿真结果表明,提出的套准系统模糊PID控制策略很好地抑制了张力波动、速度干扰、料带性能变化引起的套准误差。结论提出的多层套准系统控制策略实现了高精度套准控制,具有比PID控制器更好的控制性能。     

加热炉温度预测模糊控制方法研究

文章针对加热炉炉膛很大,是一个时变、分布参数非线性、大滞后的复杂对象,采用传统PID控制,引起相关参数频繁波动的问题,对大滞后对象的动态特性进行了分析,在已有的预测控制方法的启发下,将预测思想与模糊控制相结合,提出了一种新型预测模糊控制方法,并通过实际模拟温度系统运行证明了该方法的有效性。     

车辆磁流变半主动悬架模糊LQG控制策略研究

为提升车辆行驶舒适性,提出一种半主动悬架模糊LQG(Linear-quadratic-Gaussian control)控制策略.对磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)进行力学特性测试,并建立改进双曲正切模型,利用试验数据采用遗传算法对力学模型进行参数辨识,从而得到可以用于准确描述...     

剪力墙结构的竖向阻尼减振研究

提出了竖向布置阻尼器实现剪力墙减振的方法，建立了剪力墙结构竖向阻尼减振体系的计算模型，推导了竖向阻尼减振系统的动力平衡方程，并建立了该体系的能量方程。通过算例，分析了竖向布置阻尼器前后的结构地震反应及耗能效果。