高冲击载荷作用下长行程多级独立式磁流变减振器特性和控制方法研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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高冲击载荷作用下长行程多级独立式磁流变减振器特性和控制方法研究

项目名称：高冲击载荷作用下长行程多级独立式磁流变减振器特性和控制方法研究
项目类别：面上项目
批准号：51175265
申请代码：E050301
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2012-01-01-2015-12-31

项目负责人：王炅
依托单位：南京理工大学
批准年度：2011

中文摘要：

高冲击载荷下磁流变减振控制理论与方法是目前磁流变技术所面临的一个难题，本项目综合运用流体力学、机械学、控制学和电磁学的理论，对高冲击载荷作用条件下长行程多级独立式磁流变减振器抗振冲原理与控制方法进行理论和实验研究。提出一种新型的冲击载荷用长行程磁流变减振器；利用流体力学原理，并结合磁流变液在冲击载荷和移动变化磁场耦合作用下的流变特性，建立新型磁流变减振器的动力学模型；针对冲击载荷特点，将优化指标定为可能受到的最大冲击作用下的最大响应峰值，并结合抗振冲系统时域与频域内的鲁棒控制理论，研究减振器的非线性级联控制方法。在高冲击试验台架上研究磁流变液在高剪切速率和移动磁场耦合下的流变特性，利用半实物仿真平台验证抗振冲级联控制方法的有效性。本项目研究不仅对高冲击环境下磁流变减振技术的发展提供理论指导，同时对抗振冲控制理论的进步起到推动作用。

中文主题词：多级独立式；磁流变减振器；冲击载荷；动力学模型；控制策略

英文摘要：

Separate control；Magnetorheological shock absorber；Impact load；Dynamic model；Control strategy

英文主题词： Separate control；Magnetorheological shock absorber；Impact load；Dynamic model；Control strategy

结论摘要：

本项目综合运用机械学、流体力学、电磁学和控制学的理论，对多级独立式磁流变减振器在高剪切速率的冲击载荷下，磁流变液的流变特性、动力学模型和控制方法进行了理论和实验研究。课题利用自行搭建实验平台测试磁流变液体在高剪切速率下和移动磁场下的流变特性；对多级独立式磁流变减振器进行多目标优化设计并进行实物加工，并进行多物理场耦合仿真分析，深入了解多场耦合下的减振器工作机制和特性。研究冲击载荷下多级独立式磁流变减振器的阻尼力与外加移动磁场、结构参数和冲击激励的关系，用实验的方法建立多级独立式磁流变减振器在冲击载荷下的非参数化动力学模型，形成高冲击载荷下磁流变减振器的一般建模方法。针对建立的非参数化模型以及耦合仿真结果，考虑模型误差和高冲击载荷的不确定性，建立磁流变冲击减振系统的非线性级联控制模型。利用国内首次设计的磁流变减振器的冲击试验台架，以火炮反后坐装置为对象，测试了多级独立式的磁流变减振器的动力学特性，并利用冲击试验对所建立的动力学模型以及控制算法进行验证。项目的研究对多级独立式磁流变减振器在高冲击环境下的应用提供了理论指导，对推动该技术在国民经济尤其是国防领域的应用有重要意义。

成果综合统计