[发明专利]一种冲击载荷下的磁流变阻尼器减振控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种冲击载荷下的磁流变阻尼器减振控制系统及方法，属于磁流变智能材料减振应用领域，该控制系统包括依次连接的数据检测模块、信号调理模块、数据处理模块、驱动电路模块和减振器执行模块；数据检测模块用于采集冲击载荷工况下的机电装置后座的加速度数据；信号调理模块用于对加速度数据进行滤波处理；数据处理模块用于根据滤波处理之后的数据计算电流值；驱动电路模块用于根据电流值驱动减振器执行模块输出阻尼力。本发明能够克服在大功率高冲击载荷条件下，传统磁流变减振器实时可控性差和输出阻尼力不能满足需求，以及复杂控制算法不易使用于实际控制器的问题。

技术领域

本发明涉及磁流变智能材料减振应用领域，特别是涉及一种冲击载荷下的磁流变阻尼器减振控制系统及方法。

背景技术

随着近些年来对机电产品性能要求的不断提升以及应用环境的不断复杂，装置的抗冲击能力逐渐成为衡量产品性能的重要标志，提高在冲击载荷环境下产品的抗冲击性能成为工程界的迫切需求。

与传统的阻尼器相比，磁流变阻尼器是一种磁流变智能材料介质的半主动减振器，其可以根据外界的变化，通过在较小且准确的电流的驱动下，输出合适的阻尼力以达到最优的减振效果。而采用磁流变脂为介质的磁流变阻尼器具有结构简单、能耗低、阻尼力连续可调范围大以及响应迅速等特点。采用通过可变电流控制阻尼变化的控制方式可充分发挥阻尼力的实时可控性，提高系统减振效果。

而目前应用最广泛的抗冲击磁流变减振器产品中，大多数采用固定电流的控制方式，使得系统的实时可控性不高；或者采用的是磁流变液等其他智能材料，所产生的可控阻尼力有限，在不增加器件的尺寸的前提下，其难以满足不断发展的大功率高冲击载荷装置的减振要求；再者是在设计控制器是使用复杂的控制算法而难以实现代码移植。

发明内容

本发明的目的是提供一种冲击载荷下的磁流变阻尼器减振控制系统及方法，能够克服在大功率高冲击载荷条件下，传统磁流变减振器实时可控性差和输出阻尼力不能满足需求，以及复杂控制算法不易使用于实际控制器的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种冲击载荷下的磁流变阻尼器减振控制系统，包括依次连接的数据检测模块、信号调理模块、数据处理模块、驱动电路模块和减振器执行模块；

所述数据检测模块用于采集冲击载荷工况下的机电装置后座的加速度数据；所述信号调理模块用于对所述加速度数据进行滤波处理；所述数据处理模块用于根据滤波处理之后的数据计算电流值；所述驱动电路模块用于根据所述电流值驱动减振器执行模块输出阻尼力。

可选的，所述数据检测模块包括加速度传感器。

可选的，所述信号调理模块包括加速度信号调理电路。

可选的，所述数据处理模块包括ARM处理器、CameraLink Full模式数据输出电路、数据接收转换子板、数据存储器和CameraLink Full模式数据输入电路，所述ARM处理器、CameraLinkFull模式数据输出电路、数据接收转换子板和CameraLink Full模式数据输入电路依次连接，所述数据存储器与所述ARM处理器和数据接收转换子板连接。

可选的，所述驱动电路模块包括磁流变阻尼器脉冲调制控制驱动电路。

可选的，所述减振器执行模块包括磁流变阻尼器。

可选的，所述加速度信号调理电路包括电荷放大器、增益放大器和滤波器。

可选的，所述ARM处理器与数据存储器之间通过逻辑电路和IO接口电路连接。

可选的，所述磁流变阻尼器缸筒内含智能材料磁流变脂。

一种冲击载荷下的磁流变阻尼器减振控制方法，包括：

利用实验获取加速度-位移-电流之间的对应关系；