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电流变阻尼器对汽车悬架结构振动的智能半主动控制在汽车悬架系统的设计和优化过程中，电流变阻尼器(Current VariableDamper,CVD)的应用越来越受到重视。
电流变阻尼器是一种能够根据车辆行驶状态自动调节悬架阻尼的装置，从而提高汽车的舒适性和操控性能。
本文将从理论和实践两个方面探讨电流变阻尼器对汽车悬架结构振动的智能半主动控制。
我们来了解一下电流变阻尼器的工作原理。
电流变阻尼器主要由弹簧、电阻片和可变电阻器组成。
当汽车行驶时，弹簧会受到压缩力的作用，导致阻尼系数发生变化。
可变电阻器通过改变其电阻值来调节弹簧的刚度，从而实现对悬架阻尼的调节。
与传统的机械式悬架相比，电流变阻尼器具有更好的调节性能和更低的能耗。
要实现电流变阻尼器对汽车悬架结构振动的智能半主动控制，我们需要解决一些技术难题。
首先是传感器的选择问题。
目前市场上常见的传感器有压力传感器、加速度传感器和陀螺仪等。
这些传感器可以实时监测汽车悬架系统的运动状态，为电流变阻尼器提供必要的控制信号。
但是，由于汽车行驶过程中的各种干扰因素，这些传感器的测量结果可能存在误差。
因此，在设计电流变阻尼器控制系统时，需要对这些传感器进行精确校准，以提高系统的稳定性和可靠性。
其次是控制算法的设计问题。
电流变阻尼器的控制目标是使悬架系统在各种工况下保持良好的稳定性和舒适性。
为了实现这一目标，需要设计一种高效、灵活的控制算法。
该算法应该能够根据车辆的实际行驶状态自动调整电流变阻尼器的参数，以满足不同的驾驶需求。
为了提高系统的响应速度和鲁棒性，还需要对控制算法进行优化和改进。
最后是系统集成问题。
电流变阻尼器虽然具有很多优点，但是将其与现有的汽车悬架系统相结合并不容易。
这需要对两者的结构和原理进行深入研究，以找到最佳的集成方式。
还需要考虑电流变阻尼器在实际应用中的安全性和可靠性问题，确保其不会对车辆和驾驶员造成任何危害。
电流变阻尼器对汽车悬架结构振动的智能半主动控制是一个复杂而又具有挑战性的课题。
磁流变阻尼器半主动控制技术研究综述摘要：磁流变阻尼器因其具有体积小、能耗少（<50W,工作电压只需2-25V）,阻尼力大，动态范围宽，结构简单、响应速度快、阻尼力连续可调等优点，是结构实施半主动、智能控制的理想装置。
半主动控制仅需少量能源用于调节半主动装置的特性，以适应其对最优控制力的跟踪，半主动控制综合了主动控制和被动控制的优点，比主动控制有更好的可靠性与稳定性，比被动控制有更好的适应性和控制效果，与此同时，其控制效果与主动控制效果相当。
而控制算法是是结构半主动控制的基础，因此，研究磁流变阻尼器半主动控制算法具有重大意义。
本文简要综述了各种磁流变阻尼器, 介绍了磁流变流体特点和半主动控制策略等。
关键词：磁流变阻尼器；半主动控制；加压方式流变阻尼器主要包括：旋转磁流变阻尼器、自感知磁流变阻尼器、永磁式磁流变阻尼器、单双出杆磁流变阻尼器、自供电式磁流变阻尼器、旁通式磁流变阻尼器、铅-磁流变阻尼器等。
旋转磁流变阻尼器工作原理：鼓式旋转磁流变阻尼器有效的剪切面积在于径向剪切面上，而盘片式磁流变阻尼器的有效剪切面则集中在轴向方向上的端面间隙处。
通过加大或改变阻尼器的几何尺寸（径向长度，轴向长度，剪切面形状）或合理设置磁路均可提高阻尼器的阻尼力。
永磁式磁流变阻尼器工作原理：通过在阻尼器内部或外部布置永磁铁，使得阻尼器中部分或全部磁流变液在未通电的情况下就具有较大的屈服强度。
自感知磁流变阻尼器工作原理：不需要通过外部的传感系统，而只需集成于阻尼器内部的传感元件就可以感知自身运动状态（位移、速度、加速度）。
自供电式磁流变阻尼器直线式发电的原理：当活塞杆发生相对移动时，线圈在永磁体的磁场内做切割磁感线运动，从而产生电流。
而旋转式发电与直线式发电略有不同，主要是通过直线-转动传动装置（齿轮齿条机构、链条链轮传动、滚珠丝杠）把活塞的直线运动转换为电机转盘的旋转从而做切割磁感线运动。
而压电集能技术首先是由法国居里兄弟发现的更为先进的集能方式，其工作原理是经过极化处理的压电材料，在受力发生形变时，表面产生与形变成正比的电荷。
电流变阻尼器对汽车悬架结构振动的智能半主动控制嘿，伙计们，你们有没有遇到过那种感觉，当你的车在颠簸的路上突然“卡壳”了？那种感觉就像是你的心情突然从晴转多云，又或者是你的钱包突然从满到空。
别担心，今天我们就来聊聊那个让车变得更稳、更平的神奇玩意儿——电流变阻尼器。
想象一下，如果你的汽车是个调皮的孩子，那么电流变阻尼器就是那个能够让它学会走路的超级教练。
这个教练可不是那种传统的“手把手”教学模式，而是通过一种叫做“智能半主动控制”的技术，让汽车在行驶过程中更加平稳。
我们得来谈谈什么是电流变阻尼器。
简单来说，它就是一种利用电磁感应原理工作的装置，当电流通过时，它的电阻会发生变化，从而影响车辆的振动。
这种变化是可调控的，就像是一个会变魔术的师傅，可以根据需要调整自己的魔法，让汽车在不同的路况下都能保持稳定。
那么，电流变阻尼器是如何实现智能半主动控制的呢？这就像是给汽车装上了一个聪明的大脑，它可以根据路况和车速等信息，自动调整阻尼器的参数，从而实现最佳的减震效果。
比如，在上坡或者遇到不平路面时，电流变阻尼器会自动增大阻尼力，让车辆稳稳当当；而在下坡或者平坦路面上，它又会减小阻尼力，让车子跑得更快。
当然啦，这个聪明的大脑也不是万能的。
有时候，它可能也会犯点小错误。
比如，如果输入的信号太复杂或者太模糊，电流变阻尼器可能就会“听错”指令，导致减震效果不佳。
这时候，我们就需要给它“喂”一些简单明了的信号，让它更容易“听懂”。
好了，现在我们来聊聊这个“喂”信号的方法。
你得确保你的车况稳定，这样才能准确地测量出车辆的振动情况。
然后，你可以使用一些简单的工具，比如弹簧秤或者振动传感器，来监测车辆的振动情况。
将这些数据输入到电流变阻尼器的控制系统中，让它根据这些信息来调整阻尼器的参数。
这样一来，电流变阻尼器就能更好地为你服务了。
它不仅能帮你解决“卡壳”的问题，还能让你的汽车变得更加平稳、舒适。
想想看，是不是觉得很神奇呢？总的来说，电流变阻尼器就像是一位智能的“教练”，通过“智能半主动控制”的技术，让汽车在行驶过程中更加平稳。
机械振动控制中的主动与半主动阻尼振动控制在机械系统中具有重要的应用，可以提高系统的稳定性、减小振动幅值，同时延长系统的寿命。
在振动控制中，主动阻尼和半主动阻尼是两种常用的控制策略。
本文将分别介绍主动和半主动阻尼的原理和应用。
主动阻尼是通过主动干预机械系统，实时改变系统的动力参数来实现的。
其中最常见的一种方法是通过电机或电磁力来施加力矩或阻尼力。
主动阻尼可以根据振动输入和输出信号之间的关系，实现实时调节。
例如，在风力发电机组中，由于风速的变化，风力机组的振动会发生变化。
通过监测风速和振动信号，可以实时调整发电机组的转速，以减小振动幅值，提高系统的稳定性。
主动阻尼在许多领域都有着广泛的应用。
在汽车悬架系统中，可以通过主动控制阻尼器的刚度和阻尼特性，实现对车身的主动控制，进而提高驾驶的舒适性和安全性。
在建筑结构中，可以通过控制主动阻尼器的阻尼力，减小结构的振动幅值，增加结构的稳定性。
与主动阻尼不同，半主动阻尼是通过改变材料的力学性能来实现的。
这种方法通常利用液体或磁性材料的特性，通过调节控制器的参数，改变阻尼材料的阻尼特性。
半主动阻尼可以根据系统的振动状态实时调整阻尼参数，从而改变系统的振动响应。
半主动阻尼在工程实践中有着广泛的应用。
在桥梁和建筑结构中，可以使用液体阻尼器或磁流变阻尼器来减小结构的振动幅值。
液体阻尼器通过调整液体的流动参数来实现阻尼效果，而磁流变阻尼器则通过改变磁场对磁流变材料的作用力来实现阻尼控制。
这些半主动阻尼器可以根据结构的振动情况实时调整其阻尼特性，从而减小结构的振动幅值。
在机械振动控制中，主动和半主动阻尼的选择取决于实际的应用需求和成本考虑。
主动阻尼通常需要较为复杂的控制系统和高成本的实施，但可以实现更为精准和实时的振动控制。
而半主动阻尼则相对简单和经济，但在某些情况下无法达到与主动阻尼相同的控制效果。
总之，机械振动控制中的主动和半主动阻尼是两种常用的控制策略。
主动阻尼通过实时调节系统的动力参数来减小振动幅值，提高系统的稳定性。
基于磁流变阻尼器的车辆悬架半主动控制研究——间接自适应控制与实验Ξ郭大蕾 胡海岩(南京航空航天大学振动工程研究所 南京,210016)摘 要 在分析磁流变阻尼器车辆悬架非线性特性的基础上,设计了一类神经网络间接自适应控制器,并根据系统的低频特性和作动器的快响应,实现了悬架振动的神经网络实时控制。
计算机仿真和悬架实验的结果均表明,神经模拟器能够逼近非线性系统,神经控制器能在时域和频域内以较高的精度控制悬架系统的振动。
关键词:自适应控制;神经网络;磁流变阻尼器;车辆底盘;振动控制中图分类号:T P273;U463.33;O322引 言车辆悬架是一个复杂的多自由度振动系统,行驶过程中路面的激扰、车身承受的载荷以及轮胎的状况等都是变化的,此外,半主动悬架的减振机构常常表现为非线性特性,因而悬架系统是典型的时变、非线性系统。
对于这一难以建立精确数学模型的复杂系统,其逆模型也未知,因而无法根据期望的运动指标来估计或计算控制输入。
文献[1]提出神经网络直接自适应控制,但是直接自适应控制中神经控制器的反传误差比较粗略,不能很好地跟踪系统的误差。
为了提高神经控制器反传误差接近系统输入误差的真实程度,本文设计了一类神经网络间接自适应控制器。
神经模拟器除用来模拟真实系统外,还用以逼近控制器的反传误差,来增强控制精度和控制效果。
悬架的低频响应特性和磁流变液体毫秒级的快响应,使神经网络的实现成为可能,本研究最后对悬架装置进行了振动控制实验。
1 神经网络间接自适应控制已经知道,非线性控制对象的模型未知或相当复杂,无法根据系统的理想响应y d求得相应的合适输入u d,因此不可能求得神经控制器的反传误差u d -u。
直接自适应控制方法将系统理想响应与辨识器输出之间的误差y d-y p直接作为控制器反传误差来训练控制器。
因此,这只是对u d-u的一种粗略近似。
本文提出控制器反传误差的一种精确近似,即训练辨识器时,除将实际系统输出与辨识模型输出之差反向传播调节神经辨识器的权值外,还将理想响应与系统实际输出之差通过该辨识器模型进行误差的反向传播,从而由输出误差获得输入误差的更精确近似。
磁流变阻尼器磁流变阻尼器又称MR阻尼器。
一、基本介绍MR阻尼器是近十年出现的一种新型的结构半主动控制装置。
这种阻尼器具有结构简单、阻尼力连续逆顺可调并目_可调范围大、响应快、良好的温度稳定性以及可与微机控制结合等优良特性}fu 受到广泛关注。
目前，MR阻尼器已在车辆悬挂系统、斜拉桥拉索振动控制、海洋平台结构的减振及高层建筑的隔振等方面得到了初步的应用，展现出了良好的应用前景。
MR阻尼器是一种问世不久的新型阻尼器，具有阻尼力大小可控、体积小、响应快的优点。
目前市场上供应的MR阻尼器均为电流调节式，如美国LORD公司的RD-1005型MR阻尼器，该阻尼器由磁流变液、活塞、线圈、外缸等组成，作用在阻尼器两端的往复外力推动活塞，活塞两端的磁流变液通过活塞上的节流孔往复流动。
二、分类磁流变液在MR阻尼器内的运动，一般可近似等同一个无限大平行平板间的几种不同形式。
根据流体的受力状态和流动特点的不同，MR阻尼器主要分为阀式、剪切式、剪切阀式和挤压流动式。
（1）阀式:这种阻尼器的特点是通过迫使磁流变液通过一对固定极板间隙Ifu产生阻尼。
（2）剪切式:这种装置在工作过程中，上下极板以相对速度v平行运。
（3）剪切阀式:剪切阀式MR阻尼器内的磁流变液既像阀式MR阻尼器内的磁流变液那样受到挤压被迫通过两极板，又像剪切式MR阻尼器内的磁流变液那样受到两极板相对运动时产生的剪切作用。
（4）挤压流动式:磁流变液装置还可以设计成两极板以相对速度v作接近或拉开运动形式的挤压流动式MR阻尼器，它迫使流体向与极板运动速度垂直的方向流动。
不过由于这种类型的减振设备存在一些缺点受到一定的限制，如磁路设计比较复杂和此类设备的工作原理决定了磁路间隙受场强设计的限制不可能太大等。
因此，这种减振器只适合十振幅不大的减振对象。
三、工作原理当线圈内的电流增大，节流孔内磁场就会增强，磁流变液流过节流孔的阻力随之增大，使得阻尼器输出的阻尼力增大，反之，电流减小，阻尼力也减小。
浅谈MR阻尼器的曲线梁桥半主动控制
1.磁流变阻尼器及其原理简介：
智能材料是一种同时具有感知和驱动功能的新型材料。
磁流变（Magnetorheological，简称MR）液体是将硅油和亚纳米细度的铁粉混合制成的一种液体，作为智能材料之一，它具有粘度低、强度高、温度稳定性好、能量需求少、对通常在制造过程中引入的杂质不敏感等特点，在磁场作用下在瞬间从牛顿流体转变为剪切屈服应力较高的粘塑性体。
由它制成的阻尼器阻尼力大、耐久性好、结构简单、反应快且连续可调等优点，是极具吸引力、在结构振动控制中表现出巨大潜能的振动控制装置。
2.全球研究现状：
阻尼器及半自动控制在曲线梁桥中的应用现状
曲线梁桥与直线梁桥不同，结构受“弯、扭耦合”作用。
结构在活载与恒载作用下，都产生扭转，使内弧梁的内力减小、外弧梁的内力加大；且结构由于支承约束不合理，失去平衡，产生扭转，倾覆现象；梁在受到混凝土徐变收缩、温度变化等作用时梁会相对于梁的不动点和转动中心产生平面变形和扭转，使伸缩装置设置有很大难度。
曲线梁桥除受到和直线梁桥一样的荷载外，还要承受离心力等荷载。
2004年，大连理工大学郭慧乾在大连理工大学黄才良教授编的平面刚架有限元程序的基础上，开发了空间刚架有限元分析程序、配套的纵向影响线计算程序和车辆荷载动态加载程序，以便曲线梁桥的探究。
采用梁格法对曲线箱梁桥的受力特点进行分析，且对不等高腹与板等高腹板两种截面形式的优劣进行比较，得出了两种截面形式各自的适用范围。
对曲线箱梁桥的分析和结构形式的探索得到的图表及规律，可作为曲线箱梁桥设计的参考。
2006年，北京工业大学王丽等人对曲线梁桥地震响应的做了简化分析，在弹性支座上的刚性桥面系统建立了剛度偏心的简单曲线梁桥模型，得出了地震响应及自振特性和的简化计算方法。
通过数值模拟对比，全面地分析了各种影响因素及其对曲线梁桥动力响应的影响规律和计算图表，可在抗震初步设计中作为参考。
2006年，亓兴军，李小军对曲线桥梁弯扭耦合减震半主动控制作了分析，理论研究与震害经验表明，地震时曲线桥梁会产生弯扭耦合振动。
为了减少弯扭耦合的地震反应，提出利用压电摩
擦阻尼器进行曲线桥梁地震反应半主动控制的方法，建立曲线桥梁空间有限元模型，在桥台支座部位设置半主动控制阻尼器，在不同地震波入射角情况下分析了半主动控制算法的减震效果。
结果表明，半主动控制界限Hrovat最优控制算法能有减小曲线桥梁地震反应，其控制效果优于简单Bang-bang控制算法，而提供最大阻尼力的被动控制方法会增大桥梁地震反应，并不是被动控制阻尼力越大越好。
2011年，亓兴军、吴玉华通过曲线连续梁桥的磁流变阻尼器减震控制研究，建立双支承曲线连续梁桥的减震控制动力仿真模型及空间有限元模型，根据连续梁桥的支座布置在各活动支座的切向设置8组磁流变阻尼器，在纵桥向输入3种不同频谱特点的地震动，计算分析了曲线连续梁桥地震反应被动控制、半主动控制和主动控制方法的减震效果。
结果表明了磁流变阻尼器能有效地减小曲线梁桥的主梁切向位移和固定墩底的弯矩与扭矩。
不同频谱特点地震动输入下磁流变阻尼器减震效果的差别较大，在设计曲线梁桥减震参数时需合理选择地震动输入。
因此，磁流变阻尼器被动控制、半主动控制和主动控制3种减震控制方法对于曲线连续梁桥大部分地震反应减震效果的差别较小，这可为简单易行的阻尼器耗能被动控制方法在曲线梁桥抗震减震设计中的广泛应用提供理论依据。
2012年陈树刚、亓兴军做了关于曲率半径变化对曲线梁桥粘滞阻尼器减震效果影响的研究。
为了减少双支承曲线梁桥的地震破坏效应，亓兴军等在2012年提出了利用液体粘滞阻尼器进行曲线梁桥减震控制的方法，建立曲线连续梁桥的空间有限元模型和动力仿真模型，在桥梁墩台活动支座部位设置切向和径向液体粘滞减震装置，输入三维地震动计算分析了桥梁主动控制、半主动控制和被动控制三种减震方法的减震效果。
结果表明，曲线梁桥的地震反应表现出显著的纵桥向与横桥向的耦合特性，在减震控制计算时必须同时输入三维地震动并设置纵横向减震装置。
粘滞阻尼器能够控制曲线梁桥内外墩的内力趋于接近，三种减震控制方法均能有效地减小固定墩墩底内力和曲线梁桥的梁端位移，且三种方法的减震效果和地震反应时程的差别均相对较小，半主动控制和主动控制未表现出明显的优越性，建议在实际曲线梁桥的抗震减震设计中应用粘滞阻尼器被动控制。
这些研究文献都对本课题的展开提供很大的帮助。
3.研究方式及技术路线：
1.在充分调研基础上，作深入的理论研究，如智能半主动控制理论、智能被动控制理论、模糊控制理论；
2.与厂家协作，做关于阻尼器的物理力学试验研究；
4.拟解决的关键技术问题：
1.MR阻尼器的力学模型仿真。
2.智能控制的迟时问题（对车辆荷载尤其是超重车辆作用下，需对车辆上桥前提前实行自动识别，并通过称重、传感等手段，提前对桥梁施加智能控制，以解决迟时问题）。
5.总结：
对于此研究的可行性：第一，对桥梁减隔振及磁流变阻尼器进行了一定的学习，并掌握了一相关的理论知识。
通过大量的文献阅读，能够对有关基于磁流变阻尼器的结构振动控制的研究有所认识；第二，大型工程软件的开发应用，有限元技术不断改进，繁杂的数值计算理论得以实现，大规模的参数分析解决了许多现实问题。
第三，随着地震的频繁发生，结构抗震，特别是桥梁结构的减隔振是土木工程界研究的热点问题之一，对桥梁抗震有着广泛的工程背景，有大量的文献可参考。
参考文献
[1] 邓志党，高峰，刘献栋等.磁流变阻尼器力学模型的研究现状明[J].振动与冲击，2006，03，121一125.
[2] Carlson.J.D.and JollyM.R.MR fluid foam and elastomers deviees.Meehatronics，2000，10：555一569.。
