[发明专利]一种基于电流变材料的减振器设计及控制策略

摘要

本发明公开了一种基于电流变材料的减振器设计及控制策略,所述方法包括以下步骤：第一步，电流变液体的分析；第二步，电流变液减振器的设计；第三步，电流变半主动悬架模糊控制策略的设计及仿真。本发明的基于电流变材料的减振器设计及控制策略，对电流变液体减振器的物理模型及工作原理、电流变液体减振器数学模型、电流变减振器的结构以及对带电流变减振器的半主动悬架控制方法进行详细的设计和分析；实现根据电流变材料具有电流变效应的特性，通过电场来控制电流变流体的流动特性，以达到阻尼力控制，而产生连续可控的阻尼力可以实现车辆良好的乘坐舒适性和操纵平稳性。 1

主权项

1.一种基于电流变材料的减振器设计及控制策略，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一步，电流变液体的分析，

a.介绍电流变效应及主要的影响因素；

b.介绍电流变液体的力学性能，分析各种组成成分在电流变液体中的作用及其对电流变液体性能的影响；

c.从工程应用角度提出并分析电流变液体的力学性能要求并制备出一种电流变液体，进行相应的力学性能测试；

第二步，电流变液减振器的设计，

a.应用流体力学理论，根据本构方程，利用环形通道模型和平板模型推导出电流变减振器的流变学方程和阻尼力计算公式；

b.根据电流变液减振器混合工作模式，设计出一种结构简单的电流变液减振器；

c.对影响减振器性能的主要结构参数进行分析，并在振动台上对减振器进行了加速度特性实验，来验证减振器的减振效果；

第三步，电流变半主动悬架模糊控制策略的设计及仿真，

a.建立四分之一车二自由度悬架数学模型和道路模型，并推导出悬架动力学方程和状态方程；

b.设计出汽车电流变半主动悬架模糊控制器，利用仿真软件建立动态模型，并进行计算机仿真，与被动悬架就簧载质量加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷这些性能指标进行对比分析；

c.分析结果证明半主动悬架系统比传统的被动悬架具有更好的减振性能，同时也说明该控制策略可行，能够明显地改善汽车行驶的平顺性和操纵的稳定性。

2.根据权利要求1所述的基于电流变材料的减振器设计及控制策略，其特征在于，所述第二步中的本构方程为Newton流体或Bingham流体的本构方程。

3.根据权利要求1所述的基于电流变材料的减振器设计及控制策略，其特征在于，所述仿真软件包括Matlab或Simulink仿真软件。