[發明專利]磁流變減振器硬件在環實驗系統

有效

• 申請號: 201710076462.5
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106875808B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 劉永強;廖英英;楊紹普;趙義偉;趙志宏;馬增強
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李榮文

本發明公開了一種磁流變減振器硬件在環實驗系統，涉及磁流變減振器技術領域，包括執行機構、上位機和下位機，通過引入磁流變減振器實際的物理執行結構，實現磁流變減振器和半主動控制算法的硬件在環實驗，實驗中的運行參數非常接近于實際運行情況，滿足控制系統和電子系統高效、精確、快速的設計要求，能夠根據實驗結果得到匹配的控制算法和優化的運行參數，具有實驗仿真性好、成本低、效率高的特點，為磁流變減振器的設計應用提供可靠依據，可用于新型減振器、半主動控制算法的開發和調試應用。

技術領域

本發明涉及磁流變減振器技術領域，特別是涉及一種磁流變減振器硬件在環實驗系統。

背景技術

磁流變減振器是利用電磁反應，以來自監測車身和車輪運動傳感器的輸入信息為基礎，對路況和駕駛環境做出實時響應的設備，能夠減少車身振動并增加輪胎與各種路面的附著力。磁流變液體是一種磁性軟粒懸浮液，當液體被注入減振器活塞內的電磁線圈后，線圈的磁場將改變其流變特性（或產生流體阻力），從而在沒有機電控制閥、且機械裝置簡單的情形下，產生反應迅速、可控性強的阻尼力。磁流變減振器的有著阻尼力可調倍數高、易于實現計算機變阻尼實時控制、結構緊湊以及外部輸入能量小等特點，日益受到工程界的高度重視。

而一個新型的減振器開發或者控制算法的調試需要進行大量的前期實驗，特別是當應用于各種類型的高速動車組、機車、車輛、城軌時，實驗室內無法提供實際的運行環境，也無法獲取此類車輛、動車組的實際運行參數，因此一般通過軟件仿真的方式，來模擬車輛、動車組的運行。但是，完全基于軟件仿真的開發過程，由于開發過程中只實現系統結構及原理、算法的驗證，系統硬件部分未進行仿真測試，最終樣機硬件系統性能也就難以保證，因此導致項目周期和成本增加，甚至還可能導致項目以失敗告終。。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種磁流變減振器硬件在環實驗系統，能夠根據實驗結果得到匹配的控制算法和優化的運行參數，具有實驗仿真性好、成本低、效率高的特點，為磁流變減振器的設計應用提供可靠依據。可用于磁流變減振器的實驗測試和新品開發。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一種磁流變減振器硬件在環實驗系統，包括執行機構、上位機和下位機。

所述執行機構包括驅動裝置、磁流變減振器和力傳感器；所述驅動裝置通過所述力傳感器與所述磁流變減振器連接，用于驅動所述磁流變減振器工作；所述力傳感器用于獲取所述磁流變減振器的阻尼力信息。

所述上位機包括仿真模塊和半主動控制器；所述仿真模塊為通過仿真軟件搭建的動力學模型；所述半主動控制器與所述仿真模塊連接，獲取動力參數；所述半主動控制器運用半主動控制算法將所述動力參數轉換為控制信號。

所述下位機連接所述執行機構和所述上位機，用于實現所述執行機構與所述上位機之間的數據交換。

所述下位機接收所述半主動控制器發送的控制信號，并進行數據轉換處理后發送給所述磁流變減振器，從而控制所述磁流變減振器的阻尼力信息；所述下位機接收所述力傳感器發送的阻尼力信息，并進行數據轉換處理后發送給所述仿真模塊；所述仿真模塊接收所述阻尼力信息進行仿真運行后得到所述磁流變減振器的伸縮速度信息；所述下位機接收所述仿真模塊發送的磁流變減振器的伸縮速度信息，并進行數據轉換處理后發送給所述驅動裝置，控制所述驅動裝置和磁流變減振器運行；從而實驗得到與磁流變減振器匹配的半主動控制算法及參數。

優選地，所述半主動控制算法包括天棚阻尼控制、加速度阻尼控制、相對控制、最優控制或神經網絡控制算法。

優選地，所述動力學模型采用MATLAB/SIMULINK仿真軟件搭建。

優選地，所述半主動控制信號為電流信號或電壓信號。

優選地，所述力傳感器為電阻應變式力傳感器。