为了提高液压伺服系统在外部负载突变时的控制性能,提升核心元件和传感单元的使用寿命,创新提出液压作动器与磁流变阻尼器串联的液压阻尼作动器,以实现主动阻尼补偿。首先,针对系统的抗冲击需求,定制开发了多级堆叠式流道结构的磁流变阻尼器,并将其与液压作动器串联组成液压阻尼作动器;然后,采用基于力内环和位置外环的阻尼补偿控制方法,且设计磁流变阻尼器与液压作动器的耦合控制器,确保液压作动器位移跟踪精度的同时快速抑制外部振动冲击;最后,构建位移激励和变负载冲击实验,活塞杆的综合位移控制精度提高了38%以上,验证了液压阻尼作动器在耦合控制器下具备良好的动态响应性能和冲击抑制效果。

双线圈活塞式磁流变阻尼器是一种通过励磁线圈产生磁场,以控制输出阻尼力的器件,其励磁线圈的缠绕方法直接影响磁流变阻尼器磁场分布和动态响应时间。在磁流变阻尼器性能模型的研究基础上,以阻尼动力和动态性能为最优目标,分析了两励磁线圈多种缠绕方法对阻尼间隙的磁场分布和控制电路的响应时间的影响,综合考虑了外界控制电路的电流负担和电能损耗,获得了励磁线圈采用反向串联的最优缠绕方法。研究结果为磁流变阻尼器的结构设计和参数优化提供了参考依据。

为减小磁流变阻尼器在微振幅中高频激励下磁控耗能能力降低带来的影响,提出采用增加磁流变液初始压强来增加工作压强的方法以改善磁流变阻尼器在中高频激励下的磁控耗能能力.基于磁流变液的可压缩特性,构建磁流变阻尼器的力学模型,分析中高频时工作压强对阻尼力的影响;设计加工了无补偿装置的单杆直线液体弹簧式磁流变阻尼器,通过实验测试验证力学模型的准确性.正弦激励下的实验结果表明:增加磁流变阻尼器工作压强可以使阻尼曲线更饱满,且工作压强较高时,磁流变阻尼器耗能能力明显优于工作压强较低时磁流变阻尼器耗能能力;根据实验结果发现:相比于初始压强为标准大气压,当初始压强为5 MPa时,阻尼增幅最大为31.3%,耗能增幅最大为78.5%;此外,增加工作压强后工作区域磁场更容易饱和,等效刚度和等效阻尼系数都会随着工作压强的增加而上...

针对磁流变阻尼器受到外界磁场作用时,阻尼特性发生变化导致其控制精度变差的问题。该文提出分析不同方向的外界磁场对磁流变阻尼器阻尼特性影响的理论方法,设计线性磁场发生器模拟外界磁场环境,通过实验对理论进行验证。理论与实验结果表明:当磁流变阻尼器受到与活塞运动方向垂直的外界磁场作用时,阻尼特性不受影响;当磁流变阻尼器受到与活塞运动方向水平的外界磁场作用时,随着外界磁场强度的增加,输出阻尼力随之增加;且输出阻尼力等于自身电流作用产生的阻尼力与外界磁场作用产生的阻尼力之和。

磁流变液沉降稳定性是影响现有汽车悬架用磁流变(MR)阻尼器使用寿命的关键因素之一。以商用成品磁流变液为基础,在理论指导下,通过实验研究改善其在磁场作用下的沉降性能。首先对磁场作用下影响磁性颗粒在磁流变液中沉降性能的主要因素进行理论分析;然后以市场现有磁流变液(MRF)产品MRF-450为基础,通过微观结构及导电导磁性能分析,对制备条件和配方进行改进;最后对改善后的磁流变液进行性能测试。力学性能测试结果表明其在改善沉降性的同时保证了力学性能,基于导电原理的稳定性测试结果显示其在MR阻尼器中静置24周后的沉降率仅为1.5%,相比传统MRF-450降低19.6%。

磁流变阻尼器属于一种能量耗散装置,在使用过程中将振动机械能转化为自身热能,阻尼器力学性能受磁场和温度等因素的影响。分析磁流变阻尼器的温升特性,建立磁流变阻尼器的宏-微观动力学模型,通过有限元仿真分析阻尼器的温度场分布,理论计算分析磁流变液微观结构对剪切屈服应力的影响、温度和磁场对磁流变液中铁磁颗粒磁化率和磁流变液黏度的影响。试验结果证实:在线圈通有0.5、2 A电流的情况下,当温度从303 K上升至343 K时,阻尼力分别下降了1

磁流变阻尼器的动态响应决定了其实时控制效果,为了增加磁流变阻尼器响应速度和减小响应时间,对其动态响应影响因素进行分析。针对某型号磁流变阻尼器,定义其响应时间的组成,建立时滞模型。建立了两级线圈同向串联、反向串联、同向并联、反向并联的电流及磁场响应模型,分析磁流变液两阶段的流变响应模型,得到反向串联与反向并联的电磁响应时间较小,且流变响应仅与间隙与动力黏度有关。并基于瞬态有限元磁场分析,从平均有效剪切屈服强度的

结合理论分析与实验数据，提出了关于磁流变液的非线性正弦曲线粘滞环阻尼力模型，并给出了模型中参数的确定方法。该模型能较好地反映磁流变液的滞回特性，与白行设计的阻尼器的实验数据有较高的拟合精度。该力学模型方便计算与控制研究，有较高的实用价值。

本文提出了一种基于Sign函数的磁流变阻尼器的控制器的控制算法。这种控制器用来调节控制电压,使磁流变阻尼器在控制器的作用下输出的阻尼力和期望得到的阻尼力尽可能相等,模拟结果表明基于Sign函数的控制算法要优于基于Heaciside函数的控制算法得到的跟踪性结果。

针对磁流变(MR)阻尼器对海洋平台的半主动振动控制效果进行研究,建立了海洋平台MR半主动控制结构的数学模型,提出了基于现代最优控制理论的半主动控制方法,并对磁流变阻尼器的性能及恢复力模型进行了介绍,对磁流变阻尼器的参数进行了设计,以某典型的固定式导管架平台为算例,数值分析了MR阻尼器对海洋平台振动控制的有效性,仿真结果表明,采用磁流变阻尼器对海洋平台进行半主动控制能够有效的减小平台的振动响应.