磁流變阻尼器(Magnetorheological damper,MRD)是以磁流變液為工作介質,利用磁流變液的流變特性開發(fā)的新型阻尼器。這種阻尼器具有阻尼連續(xù)可調,較高的響應速度,較低的功耗以及相對簡單的結構等優(yōu)點,使得基于磁流變阻尼器的半主動座椅懸架成為研究熱點。針對磁流變阻尼器建模困難、半主動座椅懸架控制復雜等問題,本文開展了如下幾個方面的研究:(1)介紹了磁流變阻尼器的基本結構和工作原理,確定了磁流變阻尼器的工作模式、結構形式和關鍵尺寸參數(shù),搭建了磁流變阻尼器力學性能測試平臺,并對其力學性能進行實驗測試,獲取阻尼力與勵磁電流、活塞運動速度以及活塞振幅的關系,利用獲取的數(shù)據(jù)和改進BP神經(jīng)網(wǎng)絡建立了磁流變阻尼器的動力學模型。(2)介紹了減振系統(tǒng)的舒適性評價標準,以及半主動座椅懸架的減振原理。設計了基于磁流變阻尼器的半主動座椅懸架結構,根據(jù)其結構特點,建立了動力學模型。為了獲取在不同振動狀態(tài)下的最佳阻尼比,對其進行動力學特性分析,并通過半主動座椅懸架仿真模型驗證了分析的正確性。(3)根據(jù)半主動座椅懸架振動控制的特點,設計了基于常規(guī)PID、果蠅優(yōu)化PID粒子群優(yōu)化PID、改進果蠅優(yōu)化PID和基于粒子群改進果蠅優(yōu)化PID控制器的控制策略,并對五種控制器的控制效果進行仿真分析。仿真結果表明:相比于常規(guī)PID、果蠅優(yōu)化PID、粒子群優(yōu)化PID和改進果蠅優(yōu)化PID,基于粒子群改進果蠅優(yōu)化PID控制器的響應速度更快,到達穩(wěn)定狀態(tài)的時間更短且無超調量,整個過程平穩(wěn)且無隨機跳躍,具有更好的動態(tài)響應特性。(4)搭建了基于磁流變阻尼器的半主動座椅懸架減振實驗臺,對實驗臺的硬件和軟件設計進行了詳細介紹;開展了電流控制實驗、碰撞激勵減振實驗以及隨機振動減振實驗。實驗結果表明:相比于常規(guī)PID、果蠅優(yōu)化PID、粒子群優(yōu)化PID和改進果蠅優(yōu)化PID,基于粒子群改進果蠅優(yōu)化PID控制器擁有更好的減振控制效果。
【學位單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TH703.62
【部分圖文】：

器是一種以磁流變液作為工作介質而制造成的可控效應制造的磁流變阻尼器具有結構簡單、響應迅速、優(yōu)點，因而把它作為一種良好的半主動控制裝置[14]。，使得基于磁流變阻尼器的半主動座椅懸架相比于其、可控性能好、響應迅速和適應能力強等優(yōu)勢。因此椅懸架半主動控制研究，對車輛駕駛室的減振研究究現(xiàn)狀(Research Status at Home and Abroa概述一種能夠通過磁場強度來控制的智能流體材料，是具要由具有分散相的磁性顆粒、連續(xù)相的基載液、添加性顆粒作為磁流變液的主要組成元素，主要提供流變流變器件工作的主要理論來源，基載液的作用是讓磁加劑的效果是達到穩(wěn)定劑、抗氧化劑、觸變劑及潤滑抗氧化性能和耐磨性能等。

是磁流變器件工作的主要理論來源，基載液的作用是讓磁性顆粒形成均勻的懸浮液體，添加劑的效果是達到穩(wěn)定劑、抗氧化劑、觸變劑及潤滑劑的作用，從而提高磁流變液的抗氧化性能和耐磨性能等。圖 1-1 磁流變液的組成Figure 1-1 Composition of MRF磁流變液能夠在極短的時間內迅速地以牛頓流體的特性轉變?yōu)榧羟星^高的黏磁滯塑性體，其流變特性隨外加磁場的大小和頻率具有顯著和快速的變化，我們把這種現(xiàn)象稱為磁流變效應，如圖 1-2 所示。

液流變效應具有如下特點：沒有外加磁場的條件下，磁流變液表現(xiàn)為流變特性良好的牛用下，磁流變液的粘度發(fā)生變化，由流動性良好的牛頓流體迅，這種粘度變化的現(xiàn)象是連續(xù)并且可逆的。微觀角度看，當磁流變液受到磁場作用時，流體中存在的磁排列，這種行為發(fā)生迅速，一般為毫秒級。流變液的剪切屈服應力隨外加磁場的增大而增大，當磁流變其剪切屈服應力穩(wěn)定于一固定值，不再隨外加磁場的增大而流變液工作時能耗低，在較弱的磁場下可產生較大的剪切屈調范圍。流變液具有響應速度快、變化過程可逆、工作剪切屈服應力調磁流變液在航空航天、建筑、汽車制造、精密加工、機電工程應用，主要集中在磁流變液傳動、制動、阻尼/減震、拋光和
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本文編號：2860968