磁流变减振器基于Matlab的仿真分析
基于Matlab_Simulink的车用磁流变液制动器设计与仿真
·制造业信息化·Design and Simulationfor a Vehicle Magnetorheological Brake Based on Matlab/SimulinkDING Bai-Qun ，SONG Yu(Traffiic School,Northeast Forestry University,Harbin Heilongjiang 150040，China)Abstract:The structure of a member type vehicle magnetorheological wheel Brake was designed,and its braking torque formula was deducesd as well as the performance simulation model was built based on Matlab/Simulink to analyze the influences on braking torque as structural parameters changing according the rheological characteristics of magnetorheological fluid with the effects of strong magnetic field.The braking torque of vehicle MRF brake designed can satisfy the requirement of a small motor vehicle.Key words:motor vehicle brake ；magnetorheological fluid ；structural design ；simulation0引言磁流变液MRF （Magneto-Rheological Fluids ）由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成。
基于磁流变减震器的起落架着陆建模及仿真
基于磁流变减震器的起落架着陆建模及仿真作者：何永勃,苏兴国,刘娜来源：《现代电子技术》2011年第01期摘要：磁流变减震器是一种半主动控制的阻尼装置，可显著改善起落架的减震效果。
针对自行设计的多环形槽结构磁流变减震器，根据流变力学原理，建立了减震器力学模型，并据此建立基于Matlab的起落架系统动态力学模型。
对于不同的机身质量和着陆垂直速度分量，得到励磁电流与振动幅值、频率及稳定时间等参数的关系。
仿真结果表明，选用合适的励磁电流，可方便地控制振动参数，达到较理想的减震效果。
关键词：磁流变减震器；起落架；着陆模型；仿真中图分类号：TN802-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)01-0070-04Modeling and Simulation for Landing of Undercarriage Based on Magnetorheological DamperHE Yong-bo, SU Xing-guo, LIU Na(College of Aeronautical Automation, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China)Abstract： The magnetorheological (MR) damper based on semi-active control is suitable for improving the dynamic performances of aircraft landing gear. For the formerly designed multi-ring groove structure MR damper, a mechanics model is established according to rheological dynamics. Further more, an aircraft landing gear dynamics model used for Matlab simulation is proposed. The relationships between the excitation current and the parameters such as vibration amplitude, frequency and settling time are obtained for different body weight and vertical landing velocity component. The simulation results show that the landing gear vibration parameters is easy to be controlled via a proper control current, and the ideal dynamic performance can be achieved.Keywords： MR damper; undercarriage; landing model; simulation0 引言飞机在着陆过程中，着陆冲击和跑道不平度引起的振动载荷，是造成飞机机体疲劳损伤及动应力、乘客不适及驾驶员地面操纵能力降低的重要因素。
MATLAB环境下汽车减震系统的设计与仿真
ｏｎ￥３Ｃ２４１ ０ ａｎｄ ＴＭ８３２０Ｃ６７１ ３ ｐｒｏｄｕｃｅｄ
Ｂｙ ＳＡＭＳＵＮＧ ａｎｄ
ＴＩ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｃｈｅｍｅ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ
ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ．ａｎｄ ｅｈｅｎｃｅ ｔｈｅ ｒｅａｌ·ｔｉｍｅ ｐｅｄｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔａｍ．
文章编号１６７１－１０４Ｉ（２００７）０３－００４１－０２
基于ＡＲＭ和ＤＳＰ的ＩＮＳ／ＧＰＳ组合系统设计
吴俊伟，张雨楠，刘金峰，苑娜 （哈尔滨工程大学自动化学院， 哈尔滨１５０００１）
摘要：为满足组合导航系统要求成本低．体积小、精度高．低功耗的特点。 本文以ＳＡＭＳＵＮＧ公司￥３Ｃ２４１ ０型和ＴＩ公司ＴＭＳ３２０Ｃ６７１ ３型芯片为核 心器件设计了一种嵌入式导航计算机系统．此设计可提高系统的精度，更好 地满足系统实时性的要求。 关键词：ＩＮＳ／ＧＰＳ；ＡＲＭ￥３Ｃ２４１０；ＨＰＩ接口：ＴＭＳ３２０Ｃ６７ｔ３ 中图分类号：ＰＴ２７７文献标识码：Ａ
是为什么没有任何旅客或驾驶员喜欢这个Ｃ＝０（相当于减震器粘性 为ｏ’无作用）的值。
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图２时域仿真结粜
图３频域１方真结粜
图４时域仿真结果
图５频域仿真结果
３结束语 ＭＡＴＬＡＢ软件是目前比较流行的…种软件，特别在数值训
照型班遮ｊ土盛墨匣
仪器仪表用户
ｔｒｙ ｌ
ｍ—ｐＤａｔａｂａｓｅ一＞ＥｘｅｃｕｔｅＳＱＬ（ＳＱＬｓｔｒ）； ｌ
ｃａｔｃｈ（ＣＭｅｍｏｒｙＥｘｃｅｐｔｉｏｎ＋ｐＥｘ）Ｉ／处理内存异常 ｛ ｐＥｘ一＞ＲｅｐｏｒｔＥｒｒｏｒ０； ｐＥｘ一＞ＤｅｌｅｔｅＱ；
磁流变阻尼器的Bingham模型及其Simulink仿真分析-
图 ２ Ｆｄ 的 Ｓ ｉｍｕｌｉｎｋ 方框图
图 ４ ＭＲ 阻尼器在电流变化时力与速度和力与位移的关系曲线
图 ３ τｙ 的 Ｓ ｉｍｕｌｉｎｋ 方框图
对磁流变阻尼器 Ｂｉｎｇｈａｍ 模型的力学性能进行了测试，其中包括 改变电流、改变频率和改变振幅的情况下对 ＭＲ 阻尼器进行的测试， 施加激励为正弦激励．仿真分析工况为：电流分别为 ０Ａ、０．５Ａ、１．０Ａ、和 １．５Ａ；频率分别为 ０．１Ｈｚ、０．２５Ｈｚ 和 ０．５Ｈｚ；振幅分别为 ２．５ｍｍ、５．０ｍｍ 和 １０．０ｍｍ，总工况数为 ３６．在电流改变情况下，其振幅为 ５．０ ｍｍ，频率 为 ０．５ Ｈｚ；频率改变情况下，其振幅为 ２．５ ｍｍ，电流强度为 １．５ Ａ；振幅 改变情况下，其电流强度为 １．５ Ａ，频率为 ０．５ Ｈｚ，磁流变阻尼器的力
器的动力学模型，是设计控制策略和实现良好的振动控制效果的重要 因素之一，也是保证模拟的阻尼器输出以及振动控制仿真分析具有较
２
Ｆｄ＝
１２ηＬＡｐ
３
πＤｈ
ｕ· ＋
３ＬＡｐ ｈ
τｙｓｇｎ（ｕ· ）
（１．３）
高可信度的关键因素之一．但是应用流变力学理论分析磁流变阻尼器
式中，Ｌ 是活塞有效长度；Ｄ 是缸体内径；ｈ 是孔道直径；Ａｐ 是活塞
塑性模型、非线性双粘性模型、非线性滞回模型、粘弹－ 塑性模型、修正
由于剪切屈服应力 τｙ 与磁场强度有关，所以 τｙ 是控制电流 Ｉ 的函
的 Ｄａｈｌ 模型、Ｂｏｕｃ－ Ｗｅｎ 模型、修正的 Ｂｏｕｃ－ Ｗｅｎ 模型、现象模型和修 数．本文根据东南大学的徐赵东、郭迎庆［８］研究，剪切屈服应力 τｙ 和控
（１） 模型建立简单、直观、可操作性强且具有鲜明的层次性； （２） Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 模型具有强大的可视化功能； （３） 模型编制具有高度继承性和二次开发能力； （４） 强大的数值积分能力． ３．磁流变阻尼器 Ｂｉｎｇｈａｍ 模型 Ｓ ｉｍｕｌｉｎｋ 仿真分析 本文所选用的磁流变阻尼器主要性能参数如表 ４－ １
基于MATLAB的汽车减震系统分析
基于MATLAB的汽车减震系统分析
邹大勇
【期刊名称】《济源职业技术学院学报》
【年(卷),期】2004(003)004
【摘要】用先进的科学计算软件MATLAB用于汽车防震系统的时域分析和频域分析,充分利用其强大的计算分析和可视化能力,使分析过程具有很强的直观性,且避免传统计算机分析时复杂的软件编程过程.通过该软件平台的应用,大大提高了分析问题、解决问题的能力,同时也减轻了分析工作量.
【总页数】4页(P30-33)
【作者】邹大勇
【作者单位】河南大学计算机与信息工程学院,河南,开封,475001
【正文语种】中文
【中图分类】U463.3
【相关文献】
1.MATLAB环境下汽车减震系统的设计与仿真 [J], 许艳惠
2.基于MATLAB的液压减震器与新型磁流变减震器的对比分析 [J], 谢禹琳;谷腾飞;齐小宝
3.基于MATLAB汽车减震系统的研究 [J], 唐路;章伟康;唐沐天;赵任光
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磁流变减振系统控制算法仿真分析
磁流变减振系统控制算法仿真分析摘要：本文运用模拟技术分析的方法，对磁流变阻尼器减振系统力学模型和动力学特性进行了研究，并以现代控制观点出发建立适宜实际应用的控制策略在外部激励作用下的半主动控制进行了研究。
对多自由度简单屋架结构进行仿真分析。
关键字：磁流变阻尼器、控制、SIMULINK仿真、LQRThis dissertation pays more attentions on the use of theoretical analysis and numerical simulation approach are conducted to characterize the dynamical performance of the MR damper and vibration damping control algorithm for the design and implementation of research. With modern control theory to establish the practical application of appropriate control strategy which can be applied to roof trusses, large space structures under external excitation of the semi-active control.Keyword: Magneto-Rheological damper, Control, SIMULINK、LQR0 引言磁流变液是近年来发展迅速的一种智能材料。
由磁流变阻尼器构成的磁流变减振系统具有阻尼连续可调、功耗低、动态范围宽、响应速度快等特点，是比较理想的半主动减振系统。
磁流变阻尼器减振系统应用于大型结构减振的研究还处于起步阶段，因此对磁流变阻尼器减振系统的控制策略与应用的研究非常有意义。
磁流变液减振器结构设计及仿真结果分析
磁流变液减振器结构设计及仿真结果分析由于结构设计和磁路仿真是一个相互优化的过程，首先通过理论确定基本参数，然后通过磁路仿真设计磁路，通过修改设计参数来优化磁路，最终确定具体尺寸。
基本结构如图1所示。
一、基本结构设计图1 减振器的基本结构(1) 磁流变液减振器阻尼力：根据宾汉姆模型，考虑到压力补偿00203123sgn()4p g gp p y F PA P A F F P A LQ L d A A v P Dh h ητπηππτ=∆+=++=++ 当活塞拉伸时，活塞有效作用面积应为()224p D d A π-=，当活塞压缩时，活塞的有效作用面积为24p D A π=。
p Q A v =为流速，,D d 分别为活塞杆外径内(2) 已确定的尺寸：根据最大阻力和缸内的最大强度近似估计工作缸的直径:由公式1D = 取减振器拉伸行程的最大卸荷力max 2500F N =，缸内最大容许压力[]4P MPa =，0.3λ取，得出1=30D ，由此得d=9，若取d=12.4，反算max =2344N F ，仍然满足要求。
工作缸内径130D =，活塞头直径D=28，活塞杆直径d=12.4；工作间隙h=1(3)有效长度： 我国公路路面B, C 及路面占的比重大，建立普通减振器仿真模型，可知减振器的速度一般在O.15m/s 以下，所以根据减振器实验结果，设在O.15m/s,I=OA 时，压缩阻尼力为360N()222203336044L D d d F v p Dh πηπ-=+=零场粘度η=0.8，气体压力02p MPa =,v=0.15m/s由此得出有效长度30L =(4)线圈匝数：当工作电流为2A 时，最大可调阻尼力()22max 3360234436019844y L D d F F N h τπτ-==-=-=44.5y k P a τ=由MRF-J01磁流变液y B τ-曲线最小二乘法拟合得：140y B τ=由于活塞、缸筒等材料的磁导率要比磁流变液高出许多，相对气隙的磁阻来说很小，可以忽略。
基于磁流变动力减振系统的建模与仿真分析
基于磁流变动力减振系统的建模与仿真分析
廖逸杰;张永亮;王恒;姜坤
【期刊名称】《电子科技》
【年(卷),期】2016(029)009
【摘要】将磁流变技术应用于普通CA6140车床跟刀架,设计了一种挤压模式的磁流变动力减振系统.建立了基于磁流变动力减振器的跟刀架系统动力学模型,并通过数值仿真验证了其减振效果.利用Adams软件对磁流变动力减振系统的动力学响应进行仿真分析,仿真结果验证了上述理论分析的正确性,同时也表明磁流变动力减振装置可对车削颤振进行有效的抑制.
【总页数】4页(P75-78)
【作者】廖逸杰;张永亮;王恒;姜坤
【作者单位】上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093
【正文语种】中文
【中图分类】TGS02.36
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1.基于磁流变弹性体的汽车减振系统仿真分析 [J], 曹宽宽;邓益民;叶伟强
2.基于磁流变机理的车床减振系统动力学研究 [J], 张玮;张永亮;闫冬;徐振华
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伍广彬;刘小锋
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基于Matlab电力变压器励磁涌流的分析和仿真
基于Matlab电力变压器励磁涌流的分析和仿真宁德师范学院论文(设专业指导教师学生学号题目) 毕业计目录1 变压器空载合闸励磁涌流产生机理 (1)1.1 变压器励磁涌流的定义 (1)1.2 变压器励磁涌流产生的原因 (1)2 变压器空载合闸物理过程分析 (1)2.1 单相变压器的涌流分析 (1)2.2 三相变压器的涌流分析 (4)2.3 励磁涌流的影响及抑制措施 (5)3 变压器励磁涌流的仿真 (5)3.1 变压器仿真模型构建 (5)3.3 励磁涌流仿真结果的分析 (6)3.4 励磁涌流与短路电流比较 (8)4 结束语........................................................................................................................ (8)参考文献........................................................................................................................ (9)基于Matlab的三相变压器励磁涌流仿真分析摘要：阐述了变压器空载合闸时励磁涌流产生的机理，在单相变压器空载合闸的理论基础上，运用Matlab电气系统模块库构建仿真模型，对三相双绕组变压器空载合闸的过程进行仿真及分析。
对不同状态下的励磁涌流做进一步分析，分析结果和理论分析相吻合，验证了仿真的有效性。
关键词：变压器；Matlab；励磁涌流1 变压器空载合闸励磁涌流产生机理1.1 变压器励磁涌流的定义通常在正常运行的变压器中的励磁电流非常小，大约仅有额定电流的3%~8%，而大型电力变压器的励磁[1]涌流还不足额定电流的1%，如此小的励磁涌流并不足以破坏电力系统的稳定性。
因为变压器本身的铁芯材料呈非线性特性，并附带磁通饱和特性，导致在空载合闸的瞬间，会产生很大的冲击电流，该值可达额定电[2]流的3~4倍，是正常空载运行电流的几十倍甚至百倍以上。
(完整版)基于MATLAB的汽车减震系统仿真建模
问题描述及空间状态表达式的建立1.1问题描述汽车减震系统主要用来解决路面不平而给车身带来的冲击，加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平稳性。
如果把发动机比喻为汽车的“心脏”，变速器为汽车的“中枢神经”，那么底盘及悬挂减震系统就是汽车的“骨骼骨架”。
减震系统不仅决定了一辆汽车的舒适性与操控性同时对车辆的安全性起到很大的决定作用，随着人们对舒适度要求的不断提高，减震系统的性能已经成为衡量汽车质量及档次的重要指标之一。
图1.悬架减震系统模型汽车减震系统的目的是为了减小路面的颠簸，为人提供平稳、舒适的感觉。
图2，是一个简单的减震装置的原理图。
它由一个弹簧和一个减震器组成。
从减震的角度看，可将公路路面看作是两部分叠加的结果：一部分是路面的不平行度，在汽车的行驶过程中，它在高度上有一些快速的小幅度变化，相当于高频分量；另一部分是整个地形的坡度，在汽车的行驶过程中，地形的坡度有一个缓慢的高度变化，相当于低频分量。
减震系统的作用就是要在汽车的行驶过程中减小路面不平所引起的波动。
因此，可以将减震系统看成是一个低通滤波器。
图2.减震系统原理图1.2空间状态表达式的建立对该系统进行受力分析得出制约底盘运动的微分方程（数学模型）是：22()()()()()d y t dy t dx t M b ky t kx t b dt dt dt++=+ 其中，M 为汽车底盘的承重质量，k 为弹簧的弹性系数，b 为阻尼器的阻尼系数。
将其转化为系统传递函数：222()()()2()n n n n s H s s s ωεωεωω+=++ 其中，n ω为无阻尼固有频率，ε为阻尼系数。
并且，n ω=2n b M ξω= 通过查阅相关资料，我们知道，汽车减震系统阻尼系数ε=0.2～0.4，而我们希望n ω越大越好。
在下面的计算中，我们规定n ω=6，ε=0.2。
所以，系统传递函数，可以转化为：2() 2.436() 2.436Y s s U s s s +=++ 根据现代控制理论知识，结合MATLAB 工具，将传递函数转化为状态空间矩阵和输出矩阵表示。
基于Matlab磁流变阻尼器Bouc-Wen模型的参数识别
ｍｉｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｌｉｎｅａｒ ｆｉｔｔｉｎｇ．Ｆｉｎａｌｌｙ ｂｕｉｌｔ ｉｎ ｃｏｎｓｉｄｅｒ ｉｎｇ ＣＤＰ Ｂｏｕｃ—Ｗ ｅｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ，ｍａｄｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｅｘｐｅｒ－ ｉｍｅｎｔ ｄａｔａ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｍｐｌｉｔｕｄｅｓ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ，ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔ ｈ ｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔａ ｌ ｖａ ｌｕｅｓ．Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｎ ｔ ｈ ａｔ ｔ ｈ ｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ￣ ａｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔ ｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｏｆ ｐａｒａｍｅｔｅｍ ｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｂｏｕｃ—Ｗ ｅｎ ｍｏｄｅｌ；Ｓｉｍｕｌｉｎｋ Ｄｅｓｉｇｎ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；Ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａ ｌ ｄａｍｐｅｒ；Ｐａ ｒａｍｅｔｅｒ ｉｄｅｎｔｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ
０ 前 言 磁 流 变 阻 尼 器 （Ｍａｇｎｅｔｏ．ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄａｍｐｅｒ，
李耀 刚 ，陈盟 ，龙海 洋 ，琚 立颖
（华北 理 工大 学机 械 工程 学 院 ，河 北唐 山 ０６３００９）
基于Matlab软件的电力变压器励磁涌流仿真及分析
流产 生 的机理 ，通过 建 立 Ｍ ｔ ａ ａ ｌ ｂ仿 真模 型对 励磁 涌流 的有 关性质 进行 了分析 论证 ，并 阐述 了励磁涌 流对 变压器 差动保 护 的影响 。给 出了从 励磁涌 流 的识别及 削弱等 方面改 善变压器 差动保护 的一 有 益
结 论。
关键词 ： 电力变压器 ；励磁涌流 ；Ｍ ｔ ａ ａ ｌｂ软件 中图分类号 ：Ｔ ４ Ｍ１ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：ｉ０ — １５ ２ １） ５ ０ ３ — ４ ０ ７ ３ ７ （０ ２ ０ — ０ １０
０ 引 言
随着 电力 系统 中线路 增加 ，电压等 级提 高 ，大 容量 变压器 陆续投入 使用 ，对 变压 器保 护装 置 的正 确 动 作也提 出了更 高 的要 求 。 目前 ，现场 运 行 的变 压 器主 保护 大 都采用 纵联 差动 保护 。纵 联差动 保护 原理 简单 ，动 作灵敏 ，通 过变 压器 两侧 电流 形成 的
差 动 电流大 小对 内部故 障与外 部故 障加 以区分 。但 由于变 压器 铁 芯饱和 的非 线性 ，可 能会 使变压 器在
基 于 ｔａ 软件 的电力变 压器黝磁 涌流仿真及分析 ｌｂ
电工 电气 （０ ２ ． ２ １ ５ Ｎｏ ）
基 于Ｍ ｔ ｂ ａ 软件 的 电力变压器励磁涌流仿真及分析 Ｉ ａ
黄力 ，刘苇苇
（ １三峡 大学 电气与新能 源学院，湖北 宜 昌 ４ ３ ０ ； ４０２ ２ 宜昌供 电公 司 变电检修 中心 ，湖北 宜昌 ４ ０） ４ ０５ ３ 摘 要 ： 变压器 空载投 入时会产 生励磁涌 流 ，它会 影响继 电保护装置 的正确动作 。介绍 了励磁涌
Ｓｉ ｕｌｔｏ ｎ ｎ ｌ ｓｓ０ ｃｔ ｔｏ ｎｒ ｓ ｒ ｅ ｆ ｗｅ ｍ ａ ｉ ｎ ａ ｄＡ ａ ｙ ｉ ｆＥｘ ｉａ ｉ ｎ Ｉ ｕ ｈ Ｃｕ ｒ ｎｔ０ Ｐ０ ｒ
磁流变液减振器阻尼特性的仿真分析
２０１８年５月第４６卷第９期机床与液压ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＭａｙ２０１８Ｖｏｌ ４６Ｎｏ ９ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－３８８１ ２０１８ ０９ ０３３收稿日期：２０１６－１２－２９基金项目：吉林省教育厅 十二五 科学技术研究资助项目（吉教科合［２０１４］第３２０号）作者简介：闫占辉（１９６８ ），男，博士，教授㊂主要研究精密加工工艺及设备㊂Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎ⁃ｚｈａｎｈｕｉ＠ｓｏｈｕ ｃｏｍ㊂磁流变液减振器阻尼特性的仿真分析闫占辉，关铁鹰（长春工程学院机电学院，吉林长春１３００１２）摘要：介绍了一种新型磁流变液减振器的工作原理及结构，结合伪静力模型和Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型，建立了磁流变液减振器阻尼力特性方程，通过Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真分析了磁流变液减振器阻尼力－位移㊁阻尼力－速度变化规律，验证了所建立磁流变液减振器阻尼力数学模型的正确性，为磁流变液减振器的深入研究提供了理论依据㊂关键词：磁流变液；减振器；阻尼力；仿真中图分类号：Ｕ４６１ １㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀文章编号：１００１－３８８１（２０１８）０９－１４８－３ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＭＲＦＤａｍｐｅｒＹＡＮＺｈａｎｈｕｉ，ＧＵＡＮＴｉｅｙｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＪｉｌｉｎ１３００１２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆａｎｅｗｔｙｐｅＭａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＦｌｕｉｄ（ＭＲＦ）ｄａｍｐｅｒｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｄａｍｐ⁃ｉｎｇｆｏｒｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｐｓｅｕｄｏｓｔａｔｉｃｍｏｄｅｌａｎｄＢｏｕｃ－Ｗｅｎｍｏｄｅｌ．ＴｈｅｌａｗｏｆｃｈａｎｇｉｎｇｏｆＭＲＦｄａｍｐｅｒ ｓｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ⁃ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ⁃ｓｐｅｅｄｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔ⁃ｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＭＲＦｄａｍｐｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＲＦ；Ｄａｍｐｅｒ；Ｄａｍｐｉｎｇｆｏｒｃｅ；Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ０㊀前言磁流变液减振器是一种很有前景的振动自动控制装置，在对磁流变液减振器进行半主动控制时，精确的力学模型是获得良好控制效果的前提㊂磁流变液减振器的力学性能受到外加磁场㊁振动幅值和振动频率等的影响，其动态阻尼力呈现强非线性；磁流变液的动态本构关系比较复杂，使得建立准确的恢复力模型比较困难，目前建立了伪静力模型和参数化动力模型等分析方法，伪静力模型引入以下假设：磁流变液减振器活塞杆相对工作缸匀速运动，磁流变液流体稳定流动㊁用Ｈｅｒｓｃｈｅｌ－Ｂｕｌｋｌｅｙ模型描述［１］㊂该模型的优点在于考虑了磁流体的剪切稀化／稠化效应，但不能很好地描述非线性减振器力－速度的关系；参数化动力模型将减振器阻尼力看作黏滞力和Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ滞变阻尼力之和，表现出在低应变下的黏滞力和高应变库仑特性下的复杂非线性，该模型形式简单，物理概念清楚，数值准确［２－４］㊂为解决磁流变液体剪切稀化／稠化效应及非线性磁滞特性问题，本文作者结合伪静力模型和Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型的各自优势，利用自主开发的磁流变液减振器，建立了修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型阻尼力特性方程，通过实例优化了阻尼力特性方程系数的大小，利用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块进行了仿真分析㊂１㊀磁流变液减振器的阻尼力数学模型图１为自主设计的磁流变液减振器［６］㊂图１㊀磁流变液减振器装配图㊀㊀图２为图１中间位置局部放大图，３为活塞㊁４为活塞杆㊁５为工作缸，其结构与液压缸有相似之处，不同在于活塞与缸筒之间留有环形间隙，作为磁流变液的工作间隙㊂图２㊀磁流变液减振器局部放大图基于磁流变液体剪切稀化／稠化效应及非线性磁滞特性，利用图１所示自主设计的磁流变液减振器，图３㊀修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型根据伪静力模型和Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型，依据图２单出杆磁流变液减振器的结构特点，建立图３所示修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ计算模型㊂其中阻尼力Ｆ的方程为：Ｆ＝ｃ１ｙ㊃＋ｋ１（ｘ－ｘ０）（１）ｚ㊃＝－γｘ㊃－ｙ㊃ｚｚｎ－１－β（̇ｘ－̇ｙ）ｚｎ＋Ａ（ｘ㊃－ｙ㊃）（２）ｙ㊃＝１（ｃ０＋ｃ１）［αｚ＋ｃ０ｘ㊃＋ｋ０（ｘ－ｙ）］（３）其中：α＝α（ｕ）＝αａ＋αｂｕ；ｃ０＝ｃ０（ｕ）＝ｃ０ａ＋ｃ０ｂｕ；ｃ１＝ｃ１（ｕ）＝ｃ１ａ＋ｃ１ｂｕ；ｕ㊃＝η（ｕ－ｖ）㊂式中：ｋ１为磁流变液减振器低速运动的刚度；ｃ１为磁流变液减振器低速运动的阻尼系数，用于产生力－速度关系中低速时的非线性衰减；ｃ０为磁流变液减振器高速运动的阻尼系数，ｋ０为磁流变液减振器高速运动的刚度；ｘ０为磁流变液减振器低速运动时的初始位移，ｘ㊁ｙ分别为磁流变液减振器任意时刻的位移量；ｕ为一阶滤波器的输出（一阶滤波电压），ｖ为输入到磁流变液减振器励磁线圈的电压，ｔ＝０时，ｕ（０）＝０，ｖ（０）＝０㊂αａ㊁αｂ㊁ｃ０ａ㊁ｃ０ｂ㊁ｃ１ａ㊁ｃ１ｂ㊁η为常系数，该模型共有１４个参数，可通过实验数据进行参数辨识获得㊂２ 磁流变液减振器的阻尼特性仿真根据磁流变液减振器振动实验测试得到的１０组（Ｆ－ｘ）㊁（Ｆ－ｘ㊃）数据，利用最小二乘法确定了图３所示修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型［２］有关参数，其具体值如下：αａ＝１３３Ｎ／ｃｍ，αｂ＝６６０Ｎ／ｃｍ㊃Ｖ，ｃ０ａ＝２０Ｎ㊃ｓ／ｃｍ，ｃ０ｂ＝３ ３Ｎ㊃ｓ／ｃｍ㊃Ｖ，ｎ＝２，Ａ＝２８６，γ＝３４５ｃｍ－２，β＝３４５ｃｍ－２，η＝１８０ｓ－１，ｋ０＝４４ ６Ｎ／ｃｍ，ｋ１＝４ ７５Ｎ／ｃｍ，ｃ１ａ＝２６９Ｎ㊃ｓ／ｃｍ㊃Ｖ，ｃ１ｂ＝２ ８Ｎ㊃ｓ／ｃｍ㊃Ｖ，ｘ０＝１３ ６ｃｍ，ｖ＝０ ５Ｖ利用公式（１）㊁（２）和（３），通过Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍ⁃ｕｌｉｎｋ仿真分析，其仿真流程图如图４所示㊂得到的仿真结果如图５ ８所示㊂图４㊀修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ仿真模型流程图㊃９４１㊃第９期闫占辉等：磁流变液减振器阻尼特性的仿真分析㊀㊀㊀㊀㊀由图５可知，输入电压一定时，不同输入频率对磁流变液减振器阻尼力的影响较大；由图６可知，输入电压一定时，不同输入频率对磁流变液减振器阻尼力的影响较小，磁流变液减振器阻尼力随着其速度的增大分段线性增长；由图７可知，输入频率一定时，不同输入电压对磁流变液减振器阻尼力的影响较大；由图８可知，输入频率一定时，不同输入电压对磁流变液减振器阻尼力的影响较大，磁流变液减振器阻尼力随着输入电压的增大分段线性增长㊂说明修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型可以反映磁流变液减振器位移－阻尼力和速度－阻尼力特性㊂图５㊀输入电压１Ｖ，不同输入频率时磁流变液减振器阻尼力与位移的关系图６㊀输入电压１Ｖ，不同输入频率时磁流变液减振器阻尼力与速度的关系图７㊀输入频率２ ５Ｈｚ，不同输入电压时磁流变液减振器阻尼力与位移的关系图８㊀输入频率２ ５Ｈｚ，不同输入电压时磁流变液减振器阻尼力与速度的关系３ 结论根据自主设计的磁流变液减振器相关数据，建立了磁流变液减振器修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型，通过Ｍａｔ⁃ｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模拟仿真，得出自主设计磁流变液减振器的位移－阻尼力和速度－阻尼力特性曲线，并进行了在不同输入电压和不同输入频率下的相关分析㊂仿真结果表明，采用修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型作为磁流变液减振器阻尼力模型，能更为准确地反映磁流变液减振器位移－阻尼力和速度－阻尼力特性，为磁流变液减振器阻尼力的自适应控制和其工程应用奠定了基础㊂（下转第１６３页）㊃０５１㊃机床与液压第４６卷参考文献：［１］张建勋，彭祖胜，李金刚．模糊数学在机械设备故障诊断中的应用［Ｊ］．筑路机械与施工机械化，２００６，２３（５）：４８－４９．ＺＨＡＮＧＪＸ，ＰＥＮＧＺＳ，ＬＩＪＧ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＦｕｚｚｙＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓｉｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌＦａｕｌｔＤｉａｇｎｏｓｉｓ［Ｊ］．ＲｏａｄＭａ⁃ｃｈｉｎｅｒｙ＆ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２００６，２３（５）：４８－４９．［２］郭金玉，张忠彬，孙庆云．层次分析法的研究与应用［Ｊ］．中国安全科学学报，２００８，１８（５）：１４８－１５３．ＧＵＯＪＹ，ＺＨＡＮＧＺＢ，ＳＵＮＱＹ．ＳｔｕｄｙａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＡｎａｌｙｔｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ，２００８，１８（５）：１４８－１５３．［３］张吉军．模糊层次分析法（ＦＡＨＰ）［Ｊ］．模糊系统与数学，２０００，１４（２）：８０－８８．ＺＨＡＮＧＪＪ．ＦｕｚｚｙＡｎａｌｙｔｉｃａｌＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＦｕｚｚｙＳｙｓｔｅｍｓａｎｄＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，２０００，１４（２）：８０－８８．［４］王化吉，宗长富，管欣，等．基于模糊层次分析法的汽车操纵稳定性主观评价指标权重确定方法［Ｊ］．机械工程学报，２０１１，４７（２４）：８３－８９．ＷＡＮＧＨＪ，ＺＯＮＧＣＦ，ＧＵＡＮＸ，ｅｔａｌ．ＭｅｔｈｏｄｏｆＤｅｔｅｒｍｉ⁃ｎｉｎｇＷｅｉｇｈｔｓｏｆＳｕｂｊｅｃｔｉｖｅＥｖａｌｕａｔｉｏｎＩｎｄｅｘｅｓｆｏｒＣａｒＨａｎ⁃ｄｌｉｎｇａｎｄＳｔａｂｉｌｉｔｙＢａｓｅｄｏｎＦｕｚｚｙＡｎａｌｙｔｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１，４７（２４）：８３－８９．［５］宾光富，李学军，李萍．一种构建机械设备健康状态评价指标体系的方法研究［Ｊ］．机床与液压，２００７，３５（１２）：１７７－１７９，１８２．ＢＩＮＧＦ，ＬＩＸＪ，ＬＩＰ．ＡＮｅｗＭｅｔｈｏｄｔｏＥｓｔａｂｌｉｓｈＩｎｄｅｘＳｙｓｔｅｍｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＨｅａｌｔｈｙＳｔａｔｅＥｖａｌｕａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，２００７，３５（１２）：１７７－１７９，１８２．［６］胡静波，庆光蔚，王会方，等．基于模糊层次综合分析法的桥门式起重机分级评价［Ｊ］．中国安全生产科学技术，２０１４，１０（１）：１８７－１９２．ＨＵＪＢ，ＱＩＮＧＧＷ，ＷＡＮＧＨＦ，ｅｔａｌ．ＣｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎＥｖａｌ⁃ｕａｔｉｏｎｏｆＢｒｉｄｇｅａｎｄＧａｎｔｒｙＣｒａｎｅｓＢａｓｅｄｏｎＦｕｚｚｙＡｎａｌｙｔ⁃ｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１４，１０（１）：１８７－１９２．［７］宾光富，李学军，ＤＨＩＬＬＯＮＢａｌｂｉｒ－Ｓ，等．基于模糊层次分析法的设备状态系统量化评价新方法［Ｊ］．系统工程理论与实践，２０１０，３０（４）：７４４－７５０．ＢＩＮＧＦ，ＬＩＸＪ，ＤＨＩＬＬＯＮＢａｌｂｉｒ－Ｓ，ｅｔａｌ．ＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅＳｙｓｔｅｍＥｖａｌｕａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔＳｔａｔｅＵｓｉｎｇＦｕｚｚｙａｎｄＡｎａｌｙｔｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ－Ｔｈｅｏｒｙ＆Ｐｒａｃｔｉｃｅ，２０１０，３０（４）：７４４－７５０．［８］徐格宁，左荣荣，杨恒，等．基于模糊层次分析的门座起重机回转机构状态综合评价［Ｊ］．安全与环境学报，２０１２，１２（１）：２３４－２３７．ＸＵＧＮ，ＺＵＯＲＲ，ＹＡＮＧＨ，ｅｔａｌ．ＯｎｔｈｅＳｔａｔｅＣｏｍｐｒｅ⁃ｈｅｎｓｉｖｅＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｆｏｒＳｌｅｗｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＰｏｒｔａｌＳｌｅ⁃ｗｉｎｇＣｒａｎｅＢａｓｅｄｏｎＦｕｚｚｙＡＨＰ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳａｆｅｔｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１２，１２（１）：２３４－２３７．［９］马怀祥，王霁红，门汝斌，等．基于虚拟仪器的盾构机振动检测系统［Ｊ］．筑路机械与施工机械化，２０１０，２７（８）：６９－７２．ＭＡＨＸ，ＷＡＮＧＪＨ，ＭＥＮＲＢ，ｅｔａｌ．ＶｉｂｒａｔｏｒｙＤｅｔｅｃｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍｏｆＳｈｉｅｌｄＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭａｃｈｉｎｅＢａｓｅｄｏｎＶｉｒｔｕａｌＩｎ⁃ｓｔｒｕｍｅｎｔ［Ｊ］．ＲｏａｄＭａｃｈｉｎｅｒｙ＆ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｚａ⁃ｔｉｏｎ，２０１０，２７（８）：６９－７２．［１０］巩在武，刘思峰．模糊判断矩阵的特征向量排序方法［Ｊ］．运筹与管理，２００６，１５（４）：２７－３２．ＧＯＮＧＺＷ，ＬＩＵＳＦ．ＥｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＰｒｉｏｒｉｔｉｅｓｏｆＦｕｚｚｙＪｕｄｇｍｅｎｔＭａｔｒｉｘ［Ｊ］．ＯｐｅｒａｔｉｏｎｓＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ，２００６，１５（４）：２７－３２．（责任编辑：卢文辉）（上接第１５０页）参考文献：［１］周云著．磁流变阻尼控制理论与技术［Ｍ］．北京：科学出版社，２００７：７１．［２］ＳＰＥＮＣＥＲＢＦ，ＤＹＫＥＳＪ，ＳＡＩＮＭＫ．ＰｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｉｃａｌＭｏｄｅｌｆｏｒＭａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＤａｍｐｅｒｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉ⁃ｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃａｌｓ，１９９７（３）：２３０－２３８．［３］何亚东，黄金枝，何玉敖．智能磁流变（ＭＲ）阻尼器半主动控制的研究［Ｊ］．振动工程学报，２００３，１６（２）：１９８－２０２．ＨＥＹＤ，ＨＵＡＮＧＪＺ，ＨＥＹＡ．ＳｔｕｄｙｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＩｎｔｅｌｌｉ⁃ｇｅｎｔＳｅｍｉ⁃ａｃｔｉｖｅＣｏｎｔｒｏｌＢａｓｅｄｏｎＭＲＤａｍｐｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３，１６（２）：１９８－２０２．［４］ＤＹＫＥＳＪ，ＳＰＥＮＣＥＲＢＦ，ＳＡＩＮＭＫ，ｅｔａｌ．ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＭａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＤａｍｐｅｒｓｆｏｒＳｅｉｓｍｉｃＲｅ⁃ｓｐｏｎｓｅＲｅｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＳｍａｒｔＭａｔｅｒＳｔｒｕｃｔ，１９９６，５（５）：５６５－５７５．［５］闫占辉，关铁鹰，李力强，等．一种新型磁流变液减震器：中国，２０１０２０２８３５８５．Ｘ［Ｐ］．２０１１－０１－２６．［６］ＳＰＥＮＣＥＲＢＦ，ＤＹＫＥＳＪ，ＳＡＩＮＭＫ．ＰｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｉｃａｌＭｏｄｅｌｏｆａＭａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＤａｍｐｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎ⁃ｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ，１９９７，１２３（３）：２３０－２３８．［７］闫占辉，李晓冬，贺会超．一种新型汽车磁流变液减振器的设计［Ｊ］．机床与液压，２０１４（１７）：１１９－１２２．ＹＡＮＺＨ，ＬＩＸＤ，ＨＥＨＣ．ＤｅｓｉｇｎｆｏｒａＮｅｗＴｙｐｅＡｕｔｏ⁃ｍｏｂｉｌｅＭＲＦＡｂｓｏｒｂｅｒ［Ｊ］．ＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，２０１４（１７）：１１９－１２２．（责任编辑：卢文辉）㊃３６１㊃第９期马怀祥等：基于模糊层次综合评价法的桥门式起重机起升机构健康评价㊀㊀㊀。
基于MATLAB汽车减震系统的研究(全文)
基于MTLB汽车减震系统的研究XX：1674-098X（20XX）07（c）-0024-01 汽车减震系统目的是为了幸免汽车在不平坦道路上行驶过程中较大幅度的颠簸，以获得驾驶的舒适度，减震系统性能的好坏直接影响着驾驶者对于汽车的中意度，因此对于减震系统的研究是有必要的。
汽车减震系统可简化成两部分，弹簧和阻尼器。
图1是一个简单的减震系统的物理模型[1-3]。
其中，M是汽车的质量b是阻尼器的阻尼系数k是弹簧的弹性系数x（t）是汽车相对水平路面的位移y（t）是汽车底盘相对于水平路面的位移1 减震系统数学模型建立对上述系统运用牛顿定律进行受力分析，汽车底盘运动的微分方程式：由微分方程式得系统的传递函数为：其中，，，称为无阻尼自然震荡角频率，称为阻尼系数。
通过文献查找知，汽车减震系统阻尼系数=0.2～0.4。
我们选取=0.3。
因为对于一个减震系统来说，我们希望系统尽快达到平衡状态，以获得平稳的速度，这就要求越大越好，但考虑到越大超调量就越大，所以综合各方面我们选取=6。
则将参数代入传递函数得：构建simulink框图仿真输入0.1 m的脉冲信号，其仿真结果见图3。
由仿真图来看，系统超调量较大，且达到稳定时间较长，不满足减震系统所要求的振幅小、达到稳定时间短的要求，因此需要对其进行校正。
2 应用MTLB进行系统校正用MTLB工具将传递函数转化为状态空间表达式：利用mtlb可知系统是可控可观测的。
下面运用极点配置法进行系统优化。
通过上面分析系统达到稳定的时间太长，这在实际中是不能满足的，需要状态反馈，以实现对系统的调整，使其达到稳定的时间更短。
通过查阅资料，我们得到系统的极点方程：构建下面状态反馈系统框图进行仿真（见图2），验证极点配置以后系统是否满足能够快速响应的要求。
系统在输入输入0.1 m的脉冲信号时输出响应曲线如下：通过观察可以看出，极点配置前系统达到稳定时间大约是5 s，配置后系统达到稳定时间是0.5 s。
基于MATLAB的磁流变减振器模型参数辨识及验证
基于MATLAB的磁流变减振器模型参数辨识及验证周安江;杨礼康;叶万权;杜嘉鑫【摘要】为探讨简单实用的磁流变减振器动力学性能模型,根据磁流变减振器的动力学性能试验结果,基于MATLAB分别针对修正后Bingham模型的系数和修正后Dahl模型的系数进行参数辨识,并用另一组试验数据对辨识结果进行了验证及对比.结果表明,此方法简化了磁流变减振器模型参数辨识,而且还可用于其他非线性动力学模型的参数辨识.%In order to explore the simple and practical dynamic performance model of the magnetorheological damper ,parameters of the modified Bingham model and the modified Dahl model were identified by employing MATLAB ,according to the experimental results of its dynamic performance ,and the identification results were verified and compared with another set of experimental data .The results show that the proposed method has simplified the parameter identification process of magnetorheological damper model , w hich can also be used for parameter identification of other nonlinear dynamic models .【期刊名称】《浙江科技学院学报》【年(卷),期】2018(030)003【总页数】7页(P251-257)【关键词】磁流变减振器;修正的Bingham模型;修正的Dahl模型;参数辨识【作者】周安江;杨礼康;叶万权;杜嘉鑫【作者单位】浙江科技学院机械与能源工程学院,杭州310023;浙江科技学院机械与能源工程学院,杭州310023;浙江科技学院机械与能源工程学院,杭州310023;浙江科技学院机械与能源工程学院,杭州310023【正文语种】中文【中图分类】U463.335.1车辆悬架系统的主要阻尼元件是减振器，其性能对车辆行驶平顺性和操纵稳定性的影响非常直接。
基于MATLAB与ADAMAS磁流变减振器整车联合仿真
基于MATLAB与ADAMAS磁流变减振器整车联合仿真王祺明;祝辉
【期刊名称】《客车技术》
【年(卷),期】2008(000)003
【摘要】在对磁流变减振器工作原理分析的基础上,针对目前理论研究中对阻尼力实施控制和没有建立精确的整车模型而带来的仿真与实际情况差别较大的问题,在SIMULINK中建立了磁流变减振器的数学模型,结合其工作原理设计了以车身加速度和簧载质量与非簧载质量相对速度为输入,控制电流为输出的模糊控制器.在ADAMS/CAR中建立了比较准确的基于磁流变减振器的半主动悬架及整车多刚体动力学模型.并进行了联合仿真.结果表明了磁流变减振器能够有效提高车辆的平顺性与舒适性.同时也为加快磁流变减振器研发提供了理论依据.
【总页数】7页(P13-18,21)
【作者】王祺明;祝辉
【作者单位】合肥工业大学机械与汽车工程学院;合肥工业大学机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.CANoe/MATLAB联合仿真在纯电动汽车整车控制开发中的应用 [J], 张炳力;吴德新
2.ADAMS和Matlab的EPS和整车系统的联合仿真 [J], 陈无畏;时培成;高立新;王其东;陈黎卿
3.基于MATLAB和图解法的汽车整车动力性仿真研究 [J],
4.基于Matlab/Simulink的整车ABS控制算法仿真研究 [J], 李涛;陈光耀;张志猛
5.基于ADAMS和MATLAB的整车半主动悬架联合仿真 [J], 董院政;刘清平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于MATLAB的磁流变阻尼器双曲正切模型建立
No2Apr第2期(总第225期)2021年4月机 械 工 程 与 自 动 化MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION文章编号= 1672-6413(2021)02-0067-03基于MATLAB 的磁流变阻尼器双曲正切模型建立回学文，王志涛，龙海洋，李耀刚(华北理工大学机械工程学院，河北 唐山063210)摘要：应用智能材料的磁流变阻尼器被广泛应用于机械及建筑行业。
磁流变阻尼器力学特性较为复杂，为了对其进行研究，首先对其进行了动力学特性试验，之后在MATLAB/Simulink 中建立磁流变阻尼器的双曲正 切模型，最终对其进行了有效性验证，得到了较为准确的力学模型。
关键词：磁流变阻尼器；双曲正切模型；参数识别；MATLAB中图分类号： TH12 文献标识码： A0引言磁流变 阻尼器(Magnetorheological Damper , MRD)是一种性能优良的半主动控制元件，具有主动 控制和高可靠性的优点，被广泛应用于建筑行业及车 辆工程上。
通过改变其控制电流，进而改变其内部磁 场强度，改变磁流变液的黏度，达到调节阻尼力的目 的［］。
磁流变阻尼器结构简单，响应迅速，调节范围 大，控制系统失效时也可作为减振器，具有较高的可靠 性。
MRD 虽然具有良好的阻尼特性，但特性试验证 明其具有较高的非线性滞回特性，且动力学模型较为 复杂。
为了使MRD 充分发挥其力学性能，必须建立准确 而有效的力学模型。
目前应用较为广泛的是Bouc-Wen 模型、Bingham 模型2、双曲正切模型等3。
Bouc-Wen 模型描述的精度较高，但是识别过程复杂，识别起来较 为困难。
Soltane 等⑷对Bingham 模型进行了改进, 将正则化方法引入到模型中，使本来的模型表达式变 为连续方程，可以更好地逼近模型的真实值。
胡国良 等囚利用最小二乘法对双曲正切模型进行识别，拟合 精度较为良好，但在进行程序编写时较为复杂。
基于MATLAB的磁流体-泡沫金属减振器的仿真研究
基于MATLAB的磁流体-泡沫金属减振器的仿真研究
徐平;马春亮;于英华
【期刊名称】《机械设计》
【年(卷),期】2008(25)10
【摘要】为了解决减振器可控阻尼小减振效果不理想的问题,设计了将磁流体和泡沫金属结合在一起的一种新型减振器,并且建立了阻尼力模型。
利用MATLAB进行了仿真,分析了泡沫金属的结构参数对阻尼力影响规律。
仿真结果表明,泡沫金属的结构参数对阻尼力影响很大,尤其当泡沫金属的孔径较小时,这种新型减振器所提供的阻尼力是常规磁流体减振器的两倍左右,大大提高了减振器的阻尼力,并且这种减振器里面的泡沫金属更换方便,可以根据不同的阻尼力要求更换不同结构的泡沫金属。
【总页数】3页(P38-40)
【关键词】磁流体;泡沫金属;减振器;仿真研究
【作者】徐平;马春亮;于英华
【作者单位】辽宁工程技术大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH703.63
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磁流变减振器基于Matlab 的仿真分析摘要：基于磁流变减振器在汽车悬架减振系统半主动控制中的广泛应用，根据磁流变液的特点和磁流变减振器阻尼力与结构参数的关系，设计了新型的磁流变减振器，并对影响磁流变减振器性能的参数进行了仿真。
仿真表明，该磁流变减振器设计计算是一种能优化阻尼力的有效算法。
关键词：磁流变减振器；半主动控制；磁流变液1.1减振器的阻尼力计算模型本文选用剪切阀式磁流变阻尼器工作模式进行结构设计，在结构设计前，必须明确该工作模式磁流变液的流变方程，继而推导出磁流变阻尼力的计算模型，这是结构设计过程中的依据所在。
基于剪切阀式磁流变阻尼器的阻尼通道的宽度远大于其阻尼间隙，因而可简化成磁流变液在两相对运动平板之间的运动。
为了简化分析，工作于剪切阀式的磁流变阻尼力可以看成是在阀式工作模式下的阻尼力和剪切工作模式下阻尼力的叠加。
在外加磁场作用下，磁流变液表现Bingham 流体，其磁流变液在平板的流动和速度分布如图1.1所示，其本构关系可用下列方程描述：y u y u y d dd d ηττ+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=sgn y ττ> （1.1）0=dyduy ττ≤ （1.2）图1.1 磁流变液在平板中的流动和速度分布在阀式工作模式下磁流变液的速度分布如图1.1所示。
假设磁流变液的体积流速Q 在x 方向上一维流动，在y 方向上不流动。
设两平板之间的间隙为h ，长度为L ，宽度为b ，由流体力学可得下列微分方程：⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂y u v x u u t u y x yx xx ρτσ （1.3） 式中u 、v 分别是磁流变液在x 、y 方向上的流动速度；x xy ∂∂σ是磁流变液在x 方向的压力梯度，为了简化将压力梯度是为x 方向线性变化xxy ∂∂σ=lp-∆，l 是阻尼通道的长度；p ∆是阻尼通道两端的压力差；ρ是磁流变液的密度；t 是时间变量；由于流动速度低，可不计惯性效应，0=∂∂yu；令沿x 的剪切应力ττ=xy ，由于磁流变流动的连续性，沿x 方向的速度不变即0=∂∂=∂∂=∂∂tu y u x u 则方程（1.3）简化为： lp ∆=dy d τ （1.4） 对其积分可得：1pD y l+∆=τ （1.5）D 是待定的积分常数。
由公式（1.4）可知，磁流变液受到的剪切应力沿平板间隙是按线性分布的，靠近平板的磁流变液受到的剪切力最大，而中间对称面上的磁流变液受到的剪切应力最小，根据极板两端压差产生的剪切应力与极板附近磁流变液的临界剪切屈服应力比较，当前者小于后者磁流变液静止不动；当前者大于后者将产生如图1.1所示的流体状态，即靠近平板处得磁流变液流动；而中间对称区间的磁流变液不流动。
可将此时的磁流变液的流动分为屈服流动，刚性流动，屈服流动三个区域。
区域 ：屈服流动1y 0y ≤≤ 剪切应变率0d ≥dyu，由公式（1.1）可得： dyduηττ+=y （1.6）将公式（1-6）代入公式（1.5）中，并注意u （0）=0，0dydu 1==y u 求解微分方程如下：1y D y Lp dy du +∆=+ητ （1.7） 1y 1y LpD ∆-=τ （1.8）()()122u yy y Lp y -∆=η （1.9） 区域②：刚性流动21y y y ≤≤，剪切应变率0d =dyu，同理可得： ()()2112y Lp y u y u η∆-== （1.10） 区域③：屈服流动h y y ≤≤2，剪切应变率0<dydudyduηττ+=y - （1.11） 将公式（1.11）代入公式（1.5），已知u(h)=0，0du 2==y u dy，求解微分方程得：2y 1-y LpD ∆-=τ （1.12）()()[]22222)(u y h y y Lpy ---∆=η （1.13） 由公式和（1.8）公式（1.13）相减可得刚性流动区得厚度δ为 pL y y ∆=-=τδ2y 12 （1.14）由于存在()()21y u y u ≥=，由公式（1.9）和公式（1.13）可得221)(22p y h L py L -∆=∆ηη （1.15） h y y =+12 （1.16）由公式（1.14）和公式（1.16）可得： p L h y y ∆-=τ21 ；pL h y ∆+=τ2y 2 （1.17） 流经平板间隙的磁流变液的体积流量Q 可有下列得到： ⎥⎦⎤⎢⎣⎡===⎰⎰⎰⎰1212000)()()()(y y y hy h p dy y u dy y u dy y u b dy y bu v A Q （1.18） 代入化简可得()()ηττL p L ph L ph b Qy y 22122∆+∆-∆-= （1.19）经进一步化简可得压差近似公式： y p hcLbh L A τη+=∆312p （1.20） 考虑到阻尼器的实际阻尼通道为环形通道，流动模式下的阻尼力可以表示为： y Pp p hcLA v bh LA pA F τη22420321--=∆-= (1.21) 式中p A 为活塞受压的有效面积。
在移动平板的影响下，磁流变液发生屈服流动，剪切模式下磁流变液的速度分布如图1.2所示。
剪切应变率0≤dydu，则由公式（1.1），剪切应力可表示为： dyduηττ+=y - (1.22) 假如磁流变液的速度是沿y 方向分布如图1.2所示，即hv dy u 0d -=图1.2 剪切模式下磁流变液的速度分布剪切模式下的阻尼力：y bL v hbLL F τητ22b 202--== (1.23)混合工作模式的阻尼力可视为流动模式、剪切模式两种工作模式下的阻尼力的叠加。
即21F F F +=，由于符号的正负只反映活塞运动的方向，因此，整理上式得：y pp bL h cLA v h Lb bh LA F τηη⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=22224032(1.24)式中参数c 变化范围2-3，本文c=2，因此剪切阀式磁流变阻尼器阻尼力为：y pp bL h LA v h Lb bh LA F τηη⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=24224032(1.25) ()4-2122D D A p π= ； ()242D D b +=π公式可以改为：r e F v C F F F +=+=0τη (1.26)0032224v C v h Lb bhLA F e p =⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=ηηη (1.27))(s 240v gn bL h LA F y p ττ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+= (1.28)式中粘滞阻尼力系数：h Lb bh LA C pηη22432e +=；库伦阻尼力：)sgn(240v bL h LA F y p ττ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=；0v 为磁流变阻尼器活塞运动速度；sgn 为符号函数；y τ为30-50K a P从上式可以看出磁流变阻尼器的阻尼力由两部分组成，一部分由液体流动时液体粘性产生的粘滞阻尼力，而另一部分由磁流变效应产生的库伦阻尼力组成。
1.2磁流变减振器的仿真分析磁流变减振器的数学模型采用公式1.25，建立磁流变减振器的仿真模型如图1.3所示。
图1.3 仿真模型图1.4Matlab 仿真图由公式（1.25）作为数学模型可进行计算。
F=（3-9-38-210.507.2022.1011.00210.5022.10107.651.107.2024⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯）0V +（11.0022.10210.50107.6511.0043-4-⨯⨯+⨯⨯⨯⨯）31040⨯⨯ =1504.50V +2108上式的计算结果是在阻尼间隙为0.6mm 是计算而得。
在不同的速度下可计算出不同的磁流变阻尼力的值。
图1.4是磁流变减振器的间隙在0.6mm 时，各个速度下阻尼力的大小。
从图中可以看出磁流变减振器的阻尼力随速度的增大而增大。
这符合磁流变减振器对阻尼力的要求。
如上变化可绘制在不同的间隙和不同的速度下，阻尼力的变化关系，表1.1就是磁流变减振器在不同缝隙和不同速度下的阻尼力大小。
表1.1 磁流变减振器的阻尼力随缝隙和速度的变化关系缝隙mm速度s m0.4 0.5 0.70.9 1N 阻尼力0.5 2709.8 2860.25 3161.15 3462.05 3612.5 0.8 1455.12 1491.9 1565.46 1639.02 1675.8 1.0 983.4 1002.25 1039.95 1077.65 1096.5 1.5 810.48 816.1 827.34 838.58 844.2 2.0 597.56 599.95 604.73 609.51 611.9由上表中可以看出，随之缝隙的增加，在一定的速度下，阻尼力是随之缝隙的增加而减小的，在一定的缝隙大小的情况下，随着速的增加，阻尼力是增大的，这与汽车实际的行驶情况是一致的。
1.3总结本章是对磁流变阻尼器的仿真，在仿真的过程中，首先要建立磁流变减振器的数学模型，因为只有建立了磁流变减振器的数学模型，才能为下一步的建立仿真打下基础。
仿真运用的软件为Matlsb 软件，在建立了模块后，输入不同频率和电流来找到最大的阻尼力。
并分析了影响减振器阻尼力大小的速度和电流的因素。
得出了减振器的阻尼力与电流和频率的关系。
参考文献：[1]王金钢，等.磁流变阻尼器阻尼性能仿真研究[J].石油机械，2006,34（10）：19-23[2]蒙延佩，等.汽车磁流变阻尼器磁路设计及相关问题[J].功能材料，2006（5）：768-770[3]司诰，等.磁流变阻尼器管道流动特性研究[J].功能材料,2006（5）：831-833[4]蒋建东.梁锡昌.张博适用于车辆的旋转式磁流变阻尼器研究[期刊论文]-汽车工程2005（1）[5]徐永兴.曹民.磁流变减振器优化的设计计算[J].上海交通大学学报,2004，38（8）：1423-1427[6]贺建民等，磁流变减振器的分析与设计，第五届全国磁流变液及其应用学术会议，2008.10[7]徐伟，汽车悬架阻尼匹配研究机减振器设计，农也装备与车辆工程，2009.6[8]Lai C Y,Liao W H.Vibration Control of a Suspension System Via a Magnetorheo logical FluidDamper.Journal of Vibration and Control,2002,8(4):527-547. [9]Yang G,Spencer Jr BF,Carlson JD,et rge scale MR fluid Damper: Modeling and Dyamic Performance Considerations.Engineering Structures,2002,24:309-323。