[發明專利]基于動態遲滯單元的磁流變阻尼器數學模型及動態遲滯單元

在審

• 申請號: 201810376477.8
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108595838A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 趙新龍;沈帥;吳雙江
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;F16F9/53
• 代理公司: 紹興市寅越專利代理事務所(普通合伙) 33285
• 代理人: 郭云梅

1.基于動態遲滯單元的磁流變阻尼器數學模型，其特征在于：該數學模型包括并聯的動態遲滯單元MDHO、阻尼-彈性部分C₀以及橡膠復位元件K；該數學模型輸出的阻尼力由所述動態遲滯單元MDHO產生的滯變阻尼力、所述阻尼-彈性部分C₀以及所述橡膠復位元件K共同產生的粘滯力表示，如式(1)所示：

其中，F為阻尼力，為模型輸出；Φ(U)為遲滯單元的滯變阻尼力輸出；m為遲滯環系統的質量；c₀為粘性阻尼系數，為瞬時的速度；為粘滯力輸出；k為橡膠復位元件的初始線性剛度；x為磁流變阻尼器的活塞桿的瞬時位移；

所述滯變阻尼力輸出Φ(U)由下式(2)表示：

Φ(U)＝η-wU+b (2)

其中，η為狀態參數，由式(3)表示；w為前饋系數；U為磁流變阻尼器的活塞桿的速度作為模型輸入；b為遲滯環偏置；

其中，ki為積分系數，Δ(η)為狀態參數差，由式(4)表示，

其中，k₁為死區特性斜率的斜率；x₀為死區寬度。

式(1)～式(4)中的參數的上標“·”代表對時間的導數。

2.根據權利要求1所述的基于動態遲滯單元的磁流變阻尼器數學模型，其特征在于：所述死區寬度x₀、所述死區特性斜率k₁、積分系數ki、前饋系數w，遲滯環偏置b、粘性阻尼系數c₀和橡膠復位元件的初始線性剛度k滿足以下關系：

x₀＝x₀₁+x₀₂r (5)

k₁＝k₀₁+k₀₂r (6)

ki＝ki₁+ki₂r (7)

w＝w₁+w₂r (8)

b＝b₁+b₂r (9)

c₀＝c₀₁+c₀₂r (10)

k＝k_m1+k_m2r (11)

其中：x₀₁、k₀₁、ki₁、w₁、b₁、c₀₁、k_m1分別表示模型輸入電流為零時的磁流變阻尼器的死區寬度、死區特征、積分系數、前置系數、遲滯環偏置、粘性阻尼系數、橡膠復位元件的初始線性剛度；x₀₂、k₀₂、ki₂、w₂、b₂、c₀₂、k_m2分別表好模型當前的磁流變阻尼器的死區寬度、死區特征、積分系數、前置系數、遲滯環偏置、粘性阻尼系數、橡膠復位元件的初始線性剛度；r為中間量，α為磁流變阻尼器的活塞桿的加速度，i為模型的電流；式(12)中的參數的上標“·”代表對時間的導數。

3.一種用于權利要求1-2所述的任何一項基于動態遲滯單元的磁流變阻尼器數學模型的動態遲滯單元，其特征在于：該動態遲滯單元將磁流阻尼器中的活塞桿的運動速度U一部分經第二放大器a進行放大，一部分作為被減數與狀態參數差Δ(η)作差，對差值進行以及經過第一放大器和積分器形成動態遲滯單元的狀態參數η；狀態參數η作為被減數與經放大后的速度U進行作差，差值經加數器與遲滯環偏置b進行求和，最終得到滯變阻尼器輸出。

4.根據權利要求3所述的動態遲滯單元，其特征在于：所述狀態參數η初始時，由所述作為被減數的速度U依次經減數器、放大器和積分器后形成。

5.根據權利要求3或4所述的動態遲滯單元，其特征在于：所述狀態參數差Δ(η)由狀態參數η經遲滯環后形成。