[實(shí)用新型]一種磁流變減震裝置的控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821605767.7
• 申請(qǐng)日: 2018-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN209469747U
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭迎慶;周敏;徐趙東;李錦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F9/53
• 分類號(hào): F16F9/53;H02J7/35
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

本實(shí)用新型公開了一種磁流變減震裝置的控制系統(tǒng)，該磁流變減震裝置的控制系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)磁流變減震裝置的能源自供給，為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定且充足的外部能源，而且還實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁流變減震裝置輸出電流的準(zhǔn)確控制，從而提高減震裝置的工作效率；其采用的模糊控制器能夠高效地搜集太陽能，同時(shí)其能夠依據(jù)外部振動(dòng)信號(hào)輸出對(duì)應(yīng)大小的電流，控制線圈磁場，進(jìn)而控制磁流變材料的阻尼力，從而大大提高減震效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種可實(shí)現(xiàn)能源自供給的磁流變減震控制系統(tǒng)，屬于智能儀器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

磁流變材料是一種智能材料，它會(huì)因其周圍磁場強(qiáng)度的變化而輸出對(duì)應(yīng)的阻尼力，通常將控制電流輸入線圈，線圈產(chǎn)生對(duì)應(yīng)磁場，磁場使磁流變材料輸出對(duì)應(yīng)阻尼力。將磁流變材料填充進(jìn)減隔振裝置中，以此制成的磁流變減振裝置因其變剛度變阻尼的特性，被大量運(yùn)用在減振環(huán)境中。在大部分應(yīng)用場合下，磁流變減震裝置都需要一個(gè)能量輸出穩(wěn)定且充足的外部電源設(shè)備。考慮到磁流變減震裝置在工程實(shí)際應(yīng)用中的靈活性，開發(fā)一種能夠?qū)崿F(xiàn)能源自供給的磁流變減震裝置的控制系統(tǒng)具有十分重大的意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種磁流變減震裝置的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)磁流變減震裝置能源的自供給，同時(shí)保證輸出給系統(tǒng)供電模塊的能量穩(wěn)定且充足，并且還能夠依據(jù)外部振動(dòng)信號(hào)輸出對(duì)應(yīng)大小的電流，通過控制線圈磁場實(shí)現(xiàn)對(duì)磁流變材料阻尼力的控制。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：

一種磁流變減震裝置的控制系統(tǒng)，由充電控制模塊和電流控制模塊組成；

所述充電控制模塊包括太陽能電池板、模糊控制器、Buck-boost電路和充電電池，模糊控制器由信號(hào)采集模塊、模糊控制芯片以及驅(qū)動(dòng)電路組成；Buck-boost電路的電源輸入端連接太陽能電池板，Buck-boost電路的負(fù)載端與充電電池的正負(fù)極連接，信號(hào)采集模塊采集太陽能電池板的電壓和電流，模糊控制芯片輸出的PWM波通過驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)Buck-boost電路中的MOSEFT開關(guān)管并控制其開關(guān)占空比，使Buck-boost電路產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓輸出給充電電池；充電電池為整個(gè)控制系統(tǒng)供能，充電電池分別與控制板、傳感器以及外圍電路連接；模糊控制器能夠使太陽能電池板在光照不足的情況下以最大功率給充電電池充電，從而實(shí)現(xiàn)太陽能的高效充電；

所述電流控制模塊包括位移傳感器和加速度傳感器、電流控制芯片和外圍電路模塊，位移傳感器和加速度傳感器將采集到的位移信號(hào)和加速度信號(hào)通過AD轉(zhuǎn)換模塊傳輸給電流控制芯片，電流控制芯片對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后輸出PWM波，然后通過外圍電路模塊將PWM波轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)輸出給磁流變減震裝置。

其中，充電控制模塊中的充電電池初始狀態(tài)為電量飽和狀態(tài)，充電電池為整個(gè)系統(tǒng)中所有用電裝置供能，包括充電控制芯片和電流控制芯片、磁流變減震裝置、位移和加速度傳感器、外圍電路模塊；太陽能電池板利用光伏作用給充電電池充電。

其中，模糊控制器的信號(hào)采集模塊為電壓和電流傳感器，模糊控制芯片的輸入端與電壓和電流傳感器連接，電壓和電流傳感器與太陽能電池板連接，采集太陽能電池板的電壓和電流。

其中，所述外圍電路模塊包括光耦隔離電路、低通濾波和驅(qū)動(dòng)放大電路以及壓控電流電路。

其中，所述位移傳感器和加速度傳感器采集建筑結(jié)構(gòu)的位移信號(hào)和加速度信號(hào)，位移傳感器和加速度傳感器的輸出端都與電流控制芯片的AD轉(zhuǎn)換接口連接，AD轉(zhuǎn)換模塊將位移和加速度的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，電流控制芯片對(duì)AD轉(zhuǎn)換的位移和加速度值進(jìn)行判斷，選擇對(duì)應(yīng)占空比的PWM波輸出；壓控電流電路將該電流控制芯片輸出的PWM波電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)輸入給磁流變減震裝置。