發(fā)布時間：2019-08-11 19:11

【摘要】：針對磁流變液的流變特性,分別以磁流變液的Bingham力學(xué)模型、多項式力學(xué)模型和Bingham-多項式力學(xué)模型為理論基礎(chǔ),建立磁流變液阻尼器的力學(xué)模型,并對三種力學(xué)模型進行參數(shù)辨識,得到準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。搭建一套雙通道負載模擬試驗臺,通過試驗研究對比三種力學(xué)模型模擬結(jié)果和試驗測試結(jié)果,評估三種力學(xué)模型的精度和Runge振蕩現(xiàn)象。研究結(jié)果表明,Bingham力學(xué)模型具有結(jié)構(gòu)簡單、物理量意義明確和較強的工程實用性等優(yōu)點,但缺點是模型精度較差;六階以上多項式力學(xué)模型模擬精度較高,但是隨著多項式階數(shù)的升高,模擬曲線的Runge振蕩現(xiàn)象也越來越嚴重,而且曲線有可能失真;提出的Bingham-多項式力學(xué)模型能夠同時解決傳統(tǒng)多項式力學(xué)模型中低階曲線精度低和高階曲線易振蕩的問題,模型的模擬結(jié)果和試驗測試結(jié)果吻合精度較高。研究結(jié)果可為磁流變液阻尼器在振動控制領(lǐng)域中力學(xué)模型的選擇提供參考。
【圖文】：

將此模型用于磁流變液阻尼器振動平臺控制中，取得了良好效果[12]。結(jié)合式(1)，再根據(jù)Bingham力學(xué)模型，可以得到其輸出阻尼力方程為00sgn()yFfxcxf(2)式中F——磁流變液阻尼器輸出阻尼力(N)；fy——庫侖阻尼力(N)，與磁場強度有關(guān)；c0——黏滯阻尼系數(shù)(N/(m/s))；x——阻尼器活塞或缸體運動速度(m/s)；f0——補償器產(chǎn)生的力，可忽略。可見，磁流變液阻尼器輸出阻尼力主要由庫侖阻尼力和黏滯阻尼力組成。2試驗數(shù)據(jù)獲取及參數(shù)辨識本文搭建一套雙通道負載模擬試驗臺作為試驗裝置，其原理如圖1所示。將集成式伺服閥控伺服缸單元作為振動載荷加載通道，將磁流變液阻尼器作為被測通道，二者之間的活塞桿采用機械固連，并且安裝了力傳感器和位移傳感器。試驗采用dSPACE作為測控系統(tǒng)。為避免水平以及垂直安裝誤差產(chǎn)生的多余力矩，將閥控缸單元和磁流變液阻尼器垂直安裝在四拉桿式框架中，，如圖2所示。當(dāng)閥控缸液壓單元按照給定的振動載荷譜工作時，振動載荷將加載到磁流變液阻尼器上。圖1磁流變液阻尼器性能測試系統(tǒng)試驗原理圖圖2磁流變液阻尼器性能測試系統(tǒng)部分實物圖正弦、階躍和脈沖等信號均可以作為系統(tǒng)特性測試的加載信號，本文以正弦信號作為激勵進行測試。試驗測得正弦信號的幅值、頻率及控制電流不同時的阻尼器示功響應(yīng)曲線，以此作為辨識數(shù)據(jù)，辨識得到阻尼器的三種力學(xué)模型。然后，根據(jù)辨識得到的數(shù)學(xué)模型進行擬合仿真，將其與試驗示功響應(yīng)曲線進行對比，以評估模型的預(yù)測精度。試驗測得及仿真得到的磁流變液阻尼器“阻尼力F-活塞位移s”曲線和“阻尼力F-活塞速度v”曲線如圖3所示。

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本文編號：2525470