汽车磁流变半主动悬架系统设计与试验

为了提高汽车的平顺性和行驶稳定性,设计了一种安装双出杆式磁流变减振器的汽车半主动悬架系统。在分析传统的磁流变减振器力学模型的基础上,提出了一种改进的磁流变减振器多项式模型,建立了基于磁流变减振器的半主动悬架系统动力学模型;设计了磁流变减振器物理样机,进行了磁流变减振器的力学特性试验,获得该磁流变减振器的示功特性和速度特性曲线,并利用试验结果进行了模型参数识别与模型验证。考虑时滞对悬架系统的影响,计算了该磁流变半主动悬架的临界时滞,采用Smith预估时滞补偿控制策略,设计了磁流变半主动悬架模糊时滞控制器;利用Matlab软件进行了磁流变半主动悬架时滞补偿控制仿真对比分析;研制了汽车半主动悬架测试系统,开展了磁流变半主动悬架控制台架试验。仿真与试验结果表明,所研制的磁流变减振器耗能效果良好,控制灵敏;试验建模所获得的改进型磁流变减振器多项式力学模型是正确的。与被动悬架相比,在正弦激励和随机路面谱输入下磁流变半主动悬架的簧载质量加速度下降30%左右,减振效果明显。     

六轴振动半主动控制装置设计与仿真

基于Hexapod并联机构和磁流变阻尼器,提出一种新型六轴振动半主动控制装置,对其进行了系统结构设计、Jacobian矩阵分析、模态分析、半主动控制模型和控制算法研究,以及样机仿真分析.理论和仿真分析结果表明,该六轴振动半主动控制装置能实现六轴振动半主动控制功能.     

汽车磁流变半主动悬架系统模糊控制仿真研究

建立了两个自由度1/4车体基于磁流变减振器的半主动悬架系统的数学模型,设计了汽车磁流变半主动悬架系统模糊控制器,通过应用Matlab/Simulink仿真软件包对比仿真,结果表明模糊控制磁流变半主动悬架系统的控制效果明显优于磁流变被动悬架系统,为磁流变半主动悬架在汽车上的应用提供了参考。     

复合结构磁流变减振器设计与特性分析

当磁流变减振器半主动功能失效时,为保持其阻尼性能仍具一定的自调节性或实际路况不需无级调节时,节省不必要的能耗,提出用于车辆半主动悬挂系统的被动与半主动功能自动切换的复合结构磁流变减振器。针对其复合结构,根据磁流变流体的本构方程、流体力学和电磁场理论建立阻尼特性模型和可控性能模型,并应用磁流变特性将复杂的阻尼性能模型进行简化以利于结构设计,同时依据优化设计方法实现了半主动和被动结构的协调一致。以实例仿真分析验证了其可控性能。     

整车磁流变减振器半主动悬架变论域模糊控制策略

在建立整车磁流变减振器( MRD)半主动悬架模型基础上,利用八板块方法设计了整车的变论域控制策略.基于重构的标准B级和C级路面激励信号,分别在10、20和30 m/s 3个车速下进行了整车在直线和转向行驶工况下的仿真研究.在完成试验车辆改装基础上,进行了大量台架和道路工况下的试验.仿真和试验结果显示,所设计的半主动悬架和控制策略可以有效地提高车辆行驶的平顺性,磁流变半主动悬架与被动悬架相比振动强度可降低9％～22％,结果表明所建立的模型和控制策略是可行的.     

基于磁流变减振器的汽车半主动悬架控制研究

阐述了车用磁流变(MRF)减振器的国内外研究及应用现状,在评价磁流变减振器半主动悬架系统主要的控制策略的基础上,分析了影响控制效果的几个重要因素,并提出应重视研究复合控制策略、设计可靠稳定的控制器,推进磁流变减振器工程应用的进程。     

汽车磁流变半主动悬架技术研究

磁流变半主动悬架作为介于主动悬架和被动悬架之间的装置,其减振器采用了新型功能材料磁流变液。它具有能耗少、结构简单、响应速度快、成本低廉、可靠性高等优点,在汽车工业中具有巨大的发展潜力。文章论述了磁流变减振器的工作原理和磁流变悬架的情况,介绍了磁流变半主动悬架技术在现代车辆上的应用进展,并对磁流变悬架的发展进行了展望。     

车辆半主动悬架非线性控制方法的研究

考虑磁流变减振器阻尼力和悬架弹性元件非线性特性,建立了车辆半主动悬架非线性动力学模型。应用微分几何非线性控制,经过适当的非线性状态和反馈变换,实现半主动悬架非线性系统的精确线性化,并对系统实施非线性状态反馈控制;根据预定的控制目标及模糊控制策略调节控制参数,设计模糊控制器,对悬架系统进行了控制仿真研究;利用神经网络模式识别能力对输入数据处理辨别,设计控制网络层,从而达到提高悬架工作性能,改善车辆行驶舒适性的目的。将3种非线性控制方法的仿真结果进行分析比较表明：经模糊控制或神经网络控制的悬架冲击响应小、振动强度低,比微分几何控制能获得更优异的性能。     

基于电流变减振器的汽车半主动悬架相对模糊控制

在对电流变减振器的研究基础上,使用电流变减振器作为控制元件组成相对模糊控制半主动悬架系统,运用计算机仿真对车辆悬架进行研究.仿真结果表明,相对模糊控制半主动控制算法能有效地控制车身的垂直加速度,从而能提高车辆的舒适性和平顺性.     

拖拉机前桥半主动悬架特性参数匹配与控制

针对拖拉机减振性能差的问题,以定位阀输入电压与磁流变减振器励磁电流作为半主动悬架特性参数,进行了参数匹配台架试验。基于匹配试验结果,提出频域快速控制策略,采用LabView作为软件开发平台,以PCI6024E型数据采集卡为核心设计了半主动悬架控制系统,进行了试验验证。结果表明,定位阀输入电压与磁流变减振器励磁电流的合理匹配,可明显衰减悬架动态特性响应;所设计的半主动悬架控制系统能有效抑制簧载质量的垂向振动,改善拖拉机减振性能。     

振动压路机减振系统研究

振动压路机的减振性能对工作可靠性、操作舒适性、零件的使用寿命、噪音有直接的关系,本文通过理论分析、动态仿真相结合的研究方法,从理论上介绍了振动压路机的减振原理,介绍了振动压路机减振性能的评价方法,通过参数动态仿真对振动压路机减振系统进行了动态性能研究。研究得到的一些数据及相关结论,对进一步优化振动压路机减振系统的设计是十分有益的。     

改进阻尼特性的内置平行双线圈磁流变阻尼器研究

提出了一种内置平行双线圈的磁流变阻尼器。推导了径向流和环形流磁流变阻尼器的压降数学模型。比较了具有串联双线圈的常规磁流变阻尼器和所提出的磁流变阻尼器的阻尼性能。分别对提出的磁流变阻尼器和常规磁流变阻尼器进行了电磁分析,从而验证所提出的磁流变阻尼器的原理并获得其磁路的磁特性。利用数值模拟分析比较了2种磁流变阻尼器的阻尼性能,分析结果表明内置平行双线圈的磁流变阻尼器具有更好的阻尼性能。依据所提出的磁流变阻尼器的结构原理制作了原型样机,通过实验验证了其阻尼性能的优越性。实验结果显示所提出的磁流变阻尼器的最大阻尼力约是常规磁流变阻尼器的1.86倍,等效阻尼约为常规磁流变等效阻尼的2倍。     

用于车辆悬架的磁流变减振器研究动态

出于提高车辆悬架性能的目的,国内外对主动、半主动悬架相关技术展开了深入研究,磁流变减振器因为具有能耗低、响应快、可控性好等特点而受到特别关注。对磁流变减振器的设计需要在深入研究其工作模式和力学模型的基础上,探讨减振器内部磁场和流场分布规律,研究结构参数对阻尼力的影响以及磁路结构的优化设计。对于目前存在的响应滞后、高温衰退等问题有待深入研究。磁流变减振器的开发要和悬架系统参数设计结合起来,与系统实现完好匹配才能开发出能显著提高车辆悬架性能的磁流变减振器。     

车辆MR半主动悬架的Fuzzy-PID控制研究

模糊控制的优点是不需要掌握受控对象的精确数学模型,而车辆悬架系统是典型的时变、非线性系统,其建模困难并具有不确定性,因此模糊控制策略广泛地应用于车辆半主动悬架的控制系统。本文分析比较模糊与模糊PID复合控制策略对车辆MR半主动悬架的控制效果,得出采用在线分别针对调节PID控制器3个参数的模糊自适应PID控制策略的悬挂系统具有鲁棒性强,超调量小,抗干扰,调整时间短等特点。     

温度效应下磁流变阻尼器动力学仿真建模与试验

为了精确预测磁流变阻尼器在温度效应下的动力学性能规律,提出一种参数化的仿真建模方法。采用磁流变液试验实测数据拟合方法,建立粘温特性相关非线性物理参数方程;基于Bingham力学模型及对温度效应的影响分析,运用ANSYS软件编译UDF程序、设置模型参数进行参数化仿真建模,以Fluent模块求解粘滞阻尼力,以Emag模块求解库伦阻尼力。搭建温度效应下磁流变阻尼器力学试验平台,并通过试验对仿真模型进行修正、对比与验证,讨论不同温度对阻尼力、能量耗散的变化规律。结果表明,温度效应主要影响粘滞阻尼力,仿真结果与试验实测值高度吻合;不同温度和电流下阻尼器的能量耗散与温度成反比,与库伦阻尼力成正比。仿真建模方法可预测分析输出阻尼力特征,以对磁流变阻尼器进行结构设计和参数优化。     

车用磁流变减振器的磁路设计

磁流变减振器磁路的设计是减振器设计中较为重要的一步,为使磁路的设计思路更加完善,对影响磁路性能的各关键问题应进行比较细致的分析。选择合理的磁路参数和设计方法决定着减振器的设计能否满足性能要求,利用有限元分析软件ANSYS对设计的磁路结构进行了仿真,结果表明设计的磁路结构满足性能要求,磁路设计方法较为合理,通过分析仿真结果可对磁路结构进一步优化,使设计的磁路结构性能得到最大的发挥。     

土壤塑性变形的混沌振动压路机动力学仿真研究

基于土壤变形的一种塑性模式,提出了混沌振动压路机压实过程的动力学模型。借助计算机技术对其过程进行了数值仿真,探讨了不同激振频率和不同路面条件下的振动轮运动规律,并进行了混沌特征的识别。仿真结果对混沌振动压路机的设计有参考价值。     

振动压路机振动轮减振支承系统动力分析

针对振动轮上的橡胶减振器进行了动态性能试验研究，根据系统隔振理论，分析了辐射型和平置型布置的振动轮减振支承系统各动刚度系数的计算方法，并给出了典型样机振动轮减振支承刚度值；分析了减振支承系统刚度对振动压路机性能的影响。     

基于磁场FE和CFD的磁流变阻尼器力学性能分析

针对某重型机械中安装的双出杆双线圈可复位式磁流变阻尼器,利用实验和仿真方法对其在特定冲击作用下的力学性能进行分析。利用磁场有限元(FE)和计算流体动力学(CFD)的单向耦合数值模拟方法,建立含隐式动网格边界的阻尼器数值模型,通过准静态实验对模型进行了验证。利用基于C语言的用户自定义函数(UDF)定义磁流变液体的本构模型,捕获磁场作用区域。结果表明,在持续通电的情况下,受到冲击后,阻尼器速度在80ms内降至零,但活塞在复位过程中停在位移为1.3mm处,控制电源断开后能够使其完全复位。     

磁流变阻尼器设计与性能试验

以提高输出阻尼力和减少响应时间为目标,对磁流变阻尼器进行励磁线圈缠绕方法和磁场融合匹配分析,提出了基于反向串联线圈缠绕和活塞-永磁复合体的结构优化方法,并设计了一种磁流变阻尼器件.在DS-100型动静试验平台上进行不同激振频率、激振振幅和控制电流下的综合性能测试.研究表明,优化后磁流变阻尼器的输出阻尼力可提高65％,响应时间最大可减少50％.研究结果为进一步改进磁流变阻尼器性能提供了参考依据.