[發明專利]一種磁流變液阻尼器阻尼力的非參數動力學計算方法

有效

• 申請號: 201710125122.7
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106870620B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 權凌霄;李斌;易佰健;郭海鑫
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53;G06F17/50
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 崔鳳英

1.一種磁流變液阻尼器阻尼力的非參數動力學計算方法，其特征在于：根據所得的“阻尼力-速度”曲線，對其滯環特性的復雜程度調整多項式模型次數，將實際曲線分為正加速度和負加速度兩部分，正加速度對應上升段，負加速度對應下降段；通過對這兩部分曲線的分別擬合，保證模型在“阻尼力-速度”曲線上的擬合準確性；使用Bingham力學模型擬合消除高次多項式出現Runge現象的兩端區域；

所述方法的具體步驟如下：

步驟1，用多項式模型擬合磁流變液阻尼器“阻尼力-速度”滯環曲線的低速區域，將實際曲線分為正加速度和負加速度兩部分，對這兩部分曲線分別擬合，以提高模型對“阻尼力-速度”滯環曲線的擬合精度；

多項式模型輸出阻尼力為：

式中，a_i——阻尼力模型中多項式的系數；

v——阻尼器的振動速度；

n——多項式的次數；

F——阻尼器輸出阻尼力；

b_ik——I與a_i關系中的待辨識系數；

N——待辨識系數多項式次數；

k——待辨識多項式系數的次數；

I——控制電流；

步驟2，根據實際阻尼器“阻尼力-位移”及“阻尼力-速度”曲線的復雜程度選取多項式模型次數n，且n≥6；對于待辨識系數多項式次數N，可根據多項式模型次數n選取，得到系數a_i與控制電流I之間的關系的一種計算方法；

步驟3，使用Bingham力學模型擬合磁流變液阻尼器“阻尼力-速度”滯環曲線兩端的高速區域，避免Runge振蕩現象的產生；

Bingham模型輸出阻尼力為：F＝f_ysgn(v)+c₀v+f₀

式中，F——磁流變液阻尼器輸出阻尼力；

f_y——庫侖阻尼力，與控制電流有關；

c₀——粘滯阻尼系數；

v——振動速度；

f₀——由補償器產生的力；

其中，庫倫阻尼力f_y和粘滯阻尼系數c₀為待辨識參數，采用遞推最小二乘法辨識出幾組電流值下的f_y與c₀值；

對于庫侖阻尼力f_y

f_y＝f_yaI+f_yb

式中，f_ya——待辨識庫侖阻尼力；

f_yb——控制電流為0時的庫侖阻尼力；

粘滯阻尼系數c₀表達式為：c₀＝c₀₁I+c₀₂

式中，c₀₁——待辨識粘滯阻尼系數；

c₀₂——控制電流為0時的粘滯阻尼系數；

步驟4，Bingham-多項式模型下的阻尼力計算式變為

式中——阻尼器的振動加速度；

v₁——下降段曲線負拐點的速度；

v₂——上升段曲線負拐點的速度；

v₃——下降段曲線正拐點的速度；

v₄——上升段曲線正拐點的速度；

f_uy1——上升段曲線低速段的庫侖阻尼力；

c_u1——上升段曲線的多項式系數；

a_ui——上升段曲線的粘滯阻尼系數；

f_uy2——上升段曲線高速段的庫侖阻尼力；

c_u2——上升段曲線高速段的粘滯阻尼系數；

f_dy1——下降段曲線高速段的庫侖阻尼力；

c_d1——下降段曲線高速段的粘滯阻尼系數；

a_di——下降段曲線的多項式系數；

f_dy2——下降段曲線低速段的庫侖阻尼力；

c_d2——下降段曲線低速段的粘滯阻尼力系數。