[实用新型]磁流变减振器控制算法仿真试验系统

说明书

技术领域

本实用新型属于仿真试验系统技术领域，尤其涉及一种磁流变减振器控制算法仿真试验系统。

背景技术

磁流变减振器是利用磁流变液的流变效应进行阻尼力实时调节的一种结构简单、功耗小、可控性强、智能型减振器。其在机械、汽车以及土木工程等领域的振动控制方面具有广阔的应用前景。为了实现磁流变减振器阻尼力实时调节控制，需要研究设计具有控制算法的ECU电控系统来控制磁流变减振器的激磁电流以达到实时调节阻尼力的目的。在进行磁流变减振器控制系统控制策略可行性研究的过程中，需要一种实验装置或者系统对控制算法进行仿真实验验证。目前现有技术中一般采用以下两种方案，

1、利用仿真软件搭建控制算法、输入信号及磁流变减振器结构等模型直接进行仿真验证，然后设计出ECU硬件和软件系统，再进行台架试验验证，出现偏差后要修改ECU软硬件方能再进行台架验证；

2、利用专用的快速控制原型(RCP)开发工具进行模型仿真开发，定型后再进行ECU软硬件的开发设计工作。

针对以上两种方案，其存在以下缺陷：

1、第一种方案是纯粹的数学仿真，实际的被控对象也被数学模型化，仿真误差大，结果可信度低，而且直接设计ECU软硬件系统后进行台架实验来验证系统，设计周期长风险大，一旦控制方案需要修改，小则重新修改程序代码，大则需要对ECU进行重新设计，成本也很高。

2、第二种方案是比较流行的正向设计方案，借助专用的快速原型开发工具(如Dspace软硬件工具)，可以进行基于模型的开发仿真验证，但是这种专用工具成本高、而且这种固定的开发工具配合软件一起销售，用户无法修改，增加任何一项功能供应商都要向用户收取费用，技术人员也无法做对这个工具的自由修改。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种磁流变减振器控制算法仿真试验系统，能够实现磁流变减振器控制系统研究开发的快速控制原型和半实物仿真验证，能够实现控制算法模型到执行机构的快速控制输出和基于模型的控制算法修改验证，能够有效缩短控制系统开发周期、节省研发成本，同时有效降低控制系统软硬件方案优化修改的周期与成本。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的。这种磁流变减振器控制算法仿真试验系统，由激振测试台架和虚拟ECU控制器组成，所述的虚拟ECU控制器由数据采集卡、PC电脑控制仿真验证平台及程控恒流源设备组成，PC电脑控制仿真验证平台由labview数采监控软件模块、Simulink控制算法软件模型、激振信号控制软件模块、波形显示模块及USB通信接口组成；所述的激振测试台架上设有激振线圈、磁流变减振器及激振器，并在该激振线圈、磁流变减振器及激振器上分别安装有振动传感器，该振动传感器所接收的传感器信号分别接入于数据采集卡内，数据采集卡通过对采集的数据采样、预处理之后输出到labview数采监控软件模块并在Simulink控制算法软件模型进行运算，同时Simulink控制算法软件模型的运算结果通过USB通信接口输出到程控恒流源设备的USB通信接口，并通过程控恒流源设备的恒流输出到激振线圈。

作为优选，所述的波形显示模块能同时显示labview数采监控软件模块、Simulink控制算法软件模型及激振信号控制软件模块所测试的数据及数据的比对状况。

作为优选，所述的激振测试台架中的激振器将PC电脑控制仿真验证平台中的激振信号控制软件模块的激振信号进行放大输出产生不同频率的激振动力。

作为优选，所述的labview数采监控软件模块底层内的API函数与Simulink控制算法软件模型的接口API为无缝传输连接。

本实用新型的有益效果为：1、实现了磁流变减振器设计论证阶段的快速控制原型开发，通过本系统可以实现在磁流变减振器ECU控制系统软硬件开发前进行控制算法的开发、仿真和验证工作；2、实现了基于Simulink控制算法模型的直接仿真和验证实验，等到控制模型确认后再进行ECU硬件设计和软件程序的设计，这样一种正向设计方法，不仅提高了磁流变减振器系统的开发效率，同时也避免了直接进行ECU开发再验证带来的开发周期长和不确定的设计风险。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的快速控制原型和半实物仿真控制算法的闭环流程图。

图3是本实用新型的控制算法仿真流程及平台软件模块图。

具体实施方式