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磁流变减振器的时滞与控制

李川  
【摘要】: 磁流变汽车半主动悬架是近年来汽车悬架系统的研究热点和发展方向。作为磁流变半主动悬架系统的关键执行元件,磁流变减振器的动、静态特性和可调范围在很大程度上决定磁流变半主动悬架的控制效果。设计响应速度快,动态调节范围宽广的磁流变减振器成为磁流变半主动悬架系统开发的关键问题,其研究与设计开发具有重要的理论意义和工程应用价值。本文主要研究工作如下: ①分析了磁流变减振器时滞及其控制方法的国内外研究现状,提出了本文的主要研究工作。运用流体力学原理,分析了磁流变液体响应时间及其影响因素,磁流变减振器结构响应时间及其影响因素包括磁滞、涡流损失等对响应时间的影响,提出了减小磁流变减振器时滞的结构设计方案,理论分析了结构设计方案的有效性。 ②为改善磁流变减振器的静态特性,提出了高效磁通长度的磁路结构设计方案,采用电磁场有限元分析,对磁路结构设计进行了验证。有限元电磁场分析表明:提出的高效磁通磁路结构设计方案能增加阻尼通道长度,提高磁流变减振器的静态特性。 ③分析了磁流变减振器时滞对磁流变半主动悬架系统振动特性的影响。通过振动分析和建立控制系统动力学模型,提出了减小控制系统时滞的模糊Smith补偿控制策略。MATLAB控制仿真表明了该时滞补偿控制策略的有效性。


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