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爿———壁———————２业！型型！！堕 基于磁流变阻尼器的主动变阻尼减振控制系统设计 张祥金，沈娜
南京理工夫学机械工程学院２０４教研室．江苏南京２１００９４ 摘要：
计＿ｉ旨７磁流变±动减振控制｝统的设计。
网１是运用ＡＮＳＹＳ对磁施变皿尼器内部肿磁场进行分析．可知磁力线土要分布往铁芯的导磁面上．
根据流体连续性ｍ理和瑶流￡驵尼嚣∞≈＃分析罐流
ｔｍ尼８精☆的ｍ尼女的Ｔ拉范目。时ｔ漉驱动￡进 行Ｔ＆进．设计Ｔ基ｆｊｌ单片机的救字型Ｔ％程磁流
变ｍ尼器电流驱动品ｌ并对控制嚣进行Ｔ功能扩展，设＊Ｔ包括ＤＳＰ主控制棋块、外部控制模块、执竹模块、信号”理摸琏４十部分的主动减振拉制系统．井遵过试验制试。
美键词：磁漉韭阻尼嚣：控制燕统：设计中围分羹号：ｒＢ８６文献标识码：Ａ文章编号：１００１－９７３１（２００９ｌ增刊一０２５０ ０３ Ｆｉｇ１
ｌ＇ｈｅｍ“ｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｍｉｏｎｉｎｔｈｅｉｎｎｅｒｏｆ
Ｍａｇｎｅｔｏ?Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃ＊ｌｄａｍｐｅｒ 在一定的铁芯导磁面积下，所盹传递的磁感应强
磁流变液是一种能够随外加黠场强厦变化而改变其流变特性的智能材料，在减振领域中具有广阔的应用前景。开腱基于磁流变阻尼器的主动变阻尼减振系统课题的研究最终是要建对．将磁流变智能系统川于减振系统的控制平台，解决基于磁钎ｃ变的主动硪振系统在工程、军事领域里应用所要突破的关键技术Ｍ题，满足现场拉制和实验研究的需要。
度是有限的．Ｋ行程抗冲击磁流变阻尼器采用多级活塞结构．把总的有效长度分配在多条磁路中。由于每一级的磁路结构都相同，而整体上相当于每级活塞串连起来。
则缸体所受库仑力为ｔ Ｆ＝半 ㈨
其中．ｚ为活塞的导磁面的长度，Ａ为活塞工作面积，ｈ表示阻尼通道同辣ｔ０为磁流变液的屈服应力．
根据流体连续性原理，单位时同内礁流变液流经阻尼通道的漉量等于活塞杆进出运动占用的体积。因此在磁流变硪振器的环形阻尼孔中醴流变液的流量Ｑ为关于阻尼通道的压差△ｐ，阻尼器结构和避减变｛葭钎理特性的一个高次方程． ２磁流变减振器阻尼力的可控范围研究
在磁漉变主动减振控制景坑的设计巾首先必须明确阻尼力的可控范围。
磁流变阻尼器（ＭＲＦＤ）的阻尼力诃节主要依靠河节其内部励磁线圈电流的方式实现．
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殿区厚厦－ｔ为刚性流动区和屈服区的总厚度，。为刚性流动区厚度．１为蹴流变阻尼液的动力粘度，Ｌ为
环形阻尼孔长度．奉文讨论了上述嗣索对库仑力的影响，设： 代＾式（２）得：
当１ｖｌ＜３ＣＰ２Ｐ）４ＩＰ时：
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当Ｉ刁Ｉ＞３（Ｐ一２ｒ）。／Ｐ时： ４驴
ｙｌ＞３Ｐ
可以看出，ＩＶｌ＞３（Ｐ－－２Ｐ）２／Ｐ时，参数Ｐ的关系仨 ２７（２Ｖ—１）２
．华≤Ｖ≤３Ｐ一翌。一３Ｐ２７ ，
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１一ｙ，
Ｉ式只包含Ｖ，而不含ｒ。此时阻尼通道内压力梯度只与磁流变阻尼器几何尺寸以及活塞速度相关，而与磁流变液的屈服应力参数ｒ，没有关系。在这种情况下，磁流变阻尼器输出的阻尼力是不可控的。 ３磁流变阻尼器电流源开关控制器设计
磁流变阻尼器（ＭＲＦＤ）的阻尼力调节一般是通过控制器将外界控制端发出的控制信号转变为一定的输出电压（由线圈电阻大小决定）、电流（由线圈线径决定）输入励磁线圈，从而控制磁流变阻尼器的阻尼力输出。在工程控制过程中，磁流变阻尼器驱动电流的实
时精确调节对阻尼器性能的影响很大。
磁流变阻尼器电流源开关控制器设计的目的是将外界控制信号（一般是电压信号）以脉宽调制（ＰＷＭ）方式转换成磁流变阻尼器的驱动电流，因此可以把它看成是一个高精度的ＤＣ－ＤＣ开关电源模块。这里假设负载Ｒ为受控单元。磁流变阻尼器的等效电路模型是一个由励磁线圈的电感和输入阻抗串联组成，可以直接将线圈电感当作储能元件，以ＬＲ冲放回路继流。控制信号（假设为电压信号）通过脉宽调制（ＰＷＭ）成输出占空比可变的脉冲方波驱动功率晶体管，输出功率载波。继流时励磁线圈通过二极管构成ＬＣ回路。同时为了保证控制电流精度，采样输出端电流作为控制端负反馈。见式（１０），此时【，（￡）并不是单纯控制信号的电压放大，它还包含了电流反馈调节信号，这是电流源控制器的特征。由于电流反馈环路具有快速响应能力，而且是一个自激振荡系统，使得整个系统具有快速的瞬态响应和高度的稳定性。 孵Ｉ＝?Ｌ
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