基于磁流变减摆器的修正Bouc-Wen模型参数辨识

磁流变阻尼器现已应用于多个领域,但其低速下的动力学滞回特性是许多数学模型难以解决的问题。文章在磁流变减摆器阻尼力特性实验数据的基础上,基于修正Bouc-Wen模型,建立了含滞回环的非线性阻尼力计算模型。通过数学计算,分析模型参数对滞回环大小及旋转方向的影响,并对模型进行参数辨识。对比模型仿真数据与实验数据,结果表明:基于修正Bouc-Wen模型建立的非线性阻尼力计算模型,仿真结果与实验数据拟合程度高,模型能够准确地体现磁流变减摆器在低速下的动力学滞回特性。     

磁流变液减振器阻尼特性的仿真分析

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、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。     

基于最小二乘法和BP神经网络的磁流变阻尼器H-B模型参数辨识方法

针对Bingham模型磁流变阻尼器由于剪切稀化效应带来的阻尼力计算误差,在理论和仿真分析的基础上,提出一种最小二乘法和BP神经网络相结合的方法,对磁流变阻尼器H-B模型进行参数辨识,获得各参数与电流的关系,从而对磁流变阻尼器的阻尼力进行准确计算。最后通过磁流变阻尼器实验对理论方法进行验证。结果表明：借助于磁流变阻尼器的仿真分析,最小二乘法和BP神经网络相结合的磁流变阻尼器H-B模型参数辨识方法精确度高、吻合性好,验证了参数辨识结果的通用性及准确性。     

磁流变阻尼器非线性动力学行为的实验研究

磁流变阻尼器具有阻尼力大范围高度可控且耗能功率小的优点,在结构的半主动控制中有广泛的应用。磁流变流体及其元器件的动力学行为因其磁流变现象而存在滞回效应,对这种滞回效应的研究是其相关应用的基础。对磁流变阻尼器在多种激励电流与加载频率下的滞回动力学行为进行了实验研究,并进行了数学建模与参数识别。结果表明:磁流变阻尼器的阻尼力大小由激励电流控制,其非线性滞回特性具有频率依赖性;实验数据与模型仿真值的比较显示,模型可以准确模拟磁流变阻尼器滞回阻尼特性。     

磁流变阻尼器的多目标优化设计与实验研究

针对现有磁流变阻尼器功耗大、输出阻尼力低的问题,以磁流变阻尼器的低功耗化及轻量化为优化目标,建立磁流变阻尼器结构参数与优化目标之间的关系模型;采用多目标遗传算法对其结构参数进行优化,得出最优解;对优化后的磁流变阻尼器进行试验研究,验证所选参数的合理性。研究结果表明：优化后磁流变阻尼器的平均功耗降低了46%、最大阻尼力增加了30%;磁流变阻尼器的功耗与阻尼力之间存在相互平衡关系,为磁流变阻尼器的参数设计提供了理论和实验依据。     

温度对磁流变液阻尼器力学性能的影响

设计并搭建一套磁流变液阻尼器力学性能测试系统,用该测试系统对所制作的磁流变阻尼器的力学性能进行实验研究。利用LabVIEW编写数据采集平台对温度和压力传感器的电压信号进行采集,并利用MATLAB对数据进行分析。探究磁流变液阻尼器在不同温度下施加不同电流时的阻尼力特性,并初步探讨磁流变液的黏温性能。实验结果表明:磁流变液阻尼器输出阻尼力在20~40℃之间受温度的影响较大,且随着温度的升高,阻尼力呈下降趋势。     

环形折线阻尼通道磁流变阻尼器设计与分析

依据磁流变阻尼器的技术要求,对具有阻尼通道有效长度短、阻尼力小、行程有限等缺点的环形通道磁流变阻尼器进行改进,提出自行设计的环形折线阻尼通道磁流变阻尼器。对该新型磁流变阻尼器与环形通道磁流变阻尼器进行对比,并建立了该阻尼器的力学模型。然后从阻尼力角度出发,对该阻尼器的阻尼通道间隙h进行理论分析。最后应用MATLAB软件对该阻尼器和环形通道阻尼器建模,绘制电流和阻尼力之间的关系曲线,从比较结果可知新型磁流变阻尼器输出的阻尼力要超过环形通道磁流变阻尼器输出的阻尼力约为2倍以上。     

冲击载荷下磁流变阻尼器控制系统仿真研究

应用于火炮反后坐装置中的磁流变阻尼器可代替制退机提供后坐阻力.为得到理想的后坐阻力动态特性,要求其阻尼力控制系统响应快速,以实现阻尼力的输出跟踪控制.对所设计长行程磁流变阻尼器进行了冲击试验,测试其输出阻力的动态响应时间.由于试验结果并不理想,因此利用非线性逆系统方法对磁流变阻尼器跟踪控制系统进行了设计校正.最后,对校正后的磁流变阻尼器控制系统及后坐阻力动态特性进行了仿真分析,结果表明,改进设计后的磁流变阻尼器控制系统具有良好的跟踪性能,后坐阻力动态特性令人满意.     

磁流变液阻尼器阻尼通道内部塞流区边界位置的分析

磁流变液阻尼器阻尼通道内部磁流变液运动时塞流区边界位置与输出阻尼力之间存在着密切联系。为了得到塞流区边界位置的具体数值和变化规律,基于RD-8041-1型磁流变液阻尼器,对阻尼通道内部磁流变液的剪切应力和流动状态进行了分析,并得到了塞流区边界位置与活塞运动速度之间的函数关系。为了验证所得函数关系的正确性,在推导出磁流变液阻尼器输出阻尼力数学表达式的基础上,根据塞流区边界位置与活塞速度之间的函数关系得到了磁流变液阻尼器在输入电流为1 A时的输出阻尼力,并将计算得到的阻尼力与实际试验测试值进行了对比。对比结果表明:根据塞流区边界位置与活塞速度之间的函数关系计算得到的阻尼力与实测值保持了一致,从而验证了塞流区边界位置与活塞速度之间函数关系的正确性。     

考虑温度效应的磁流变阻尼器阻尼特性的分析

磁流变阻尼器属于一种能量耗散装置,在使用过程中将振动机械能转化为自身热能,阻尼器力学性能受磁场和温度等因素的影响。分析磁流变阻尼器的温升特性,建立磁流变阻尼器的宏-微观动力学模型,通过有限元仿真分析阻尼器的温度场分布,理论计算分析磁流变液微观结构对剪切屈服应力的影响、温度和磁场对磁流变液中铁磁颗粒磁化率和磁流变液黏度的影响。试验结果证实：在线圈通有0.5、2 A电流的情况下,当温度从303 K上升至343 K时,阻尼力分别下降了14.5%和10%,当温度上升至383 K时,阻尼器的阻尼力分别下降了20.4%和15.1%,结果表明温度升高,铁磁颗粒磁化率和磁流变液黏度降低,磁场增强,铁磁颗粒磁化率和磁流变液黏度增大。试验结果和理论计算变化趋势一致,磁场的增强补偿了温度升高使磁流变液黏度的减小值,从而减弱了温度对磁流变阻尼器阻尼性能的影响。     

电液力伺服系统参数自整定模糊PID控制器设计

针对飞机结构强度试验中常用的电液力伺服系统,讨论了系统组成和数学模型。利用MATLAB设计参数自整定模糊PID控制器以克服系统非线性和负载扰动的影响;通过系统辨识建模的方法,采用预报误差法得到系统ARMAX参数模型辨识结果;以辨识结果为对象对设计的参数自整定模糊PID控制器进行Simulink仿真。结果表明:相比常规PID控制器,采用参数自整定模糊PID控制器进行控制,系统具有更好的稳态精度、快速性和鲁棒性。     

液压激振伺服控制系统的模型辨识

推导了液压激振伺服控制系统模型的传递函数表达式,在AMESim中建立了系统模型并进行线性化分析。将AMESim中通过雅可比矩阵运算得到的结果作为依据,在MATLAB中进行系统模型辨识,得出系统的一阶积分环节增益、伺服阀和液压缸的固有频率与阻尼比等参数;在Simulink软件中建立验证模型并进行验证。结果表明:系统模型辨识得到的关于伺服阀和液压缸的固有频率和阻尼比与AMESim仿真模型线性特征值对应;Simulink验证模型的输出曲线与AMESim仿真中的输出曲线基本吻合,表明该方法能满足液压激振伺服系统的模型辨识。     

一种六自由度机器人运动参数标定方法的研究

针对六自由度机器人定位精度问题,在机器人运动学误差模型的基础上提出运动学参数标定方法。通过Levenberg-Marquardt算法实现机器人运动学参数偏差的预辨识,将这些辨识的参数偏差的次优值定义为初始个体分量的中心值,并利用差分进化算法完成精确的辨识,进而获得机器人运动学参数的较优值。为验证所提方法的有效性,采用激光跟踪器和数值模拟的方法进行了运动参数标定的实验研究,结果表明：所提出的运动学参数标定方法能显著提高六自由度机器人的定位精度。     

基于机电液系统的联合仿真分析平台研究

针对建模后修改模型参数需要返回到对应软件的问题，搭建新的机电液联合仿真平台，通过独立开发的人机界面，分别调用ADAMS、Simulink和AMESim接口，在此界面直接修改机电液参数，实现机电液一体化仿真。该平台以Python作为开发语言，对各仿真软件的数据传输接口进行分析和参数化设计；使用TCP/IP技术实现仿真平台和ADAMS的数据传输；使用MATLAB虚拟环境中的API函数，实现Simulink中模块参数的动态修改；用Python代码建立AMESim液压系统模型，实现所有液压元件参数的编程化修改。结合喷管模型进行仿真测试，结果表明：该平台界面简洁，操作简单，能大幅提高仿真效率，对机电液一体化仿真分析具有普遍适用性。     

基于热源参数反向识别的定向能量沉积热力仿真

定向能量沉积(directed energy deposition,DED)热力仿真是有效预测沉积件残余应力和变形、优化工艺参数的重要方法,其仿真精度取决于输入参数的准确性.针对传统方法难以直接、准确获取输入参数的问题,文中以热源参数为例,提出基于支持向量机和遗传算法的参数反向识别方法,并用于精确构建实际DED工件热力...     

基于神经网络的盾构液压推进系统的参数辨识

为了提高盾构液压推进系统速度控制的精度,减小建立数学模型与实际系统之间的偏差,提出基于时延神经网络和系统参数上下界值的动态系统参数辨识方法。在建立盾构液压推进系统速度控制模型的基础上,利用神经网络在待辨识参数的范围内对系统的不定参数进行辨识,搜索出更逼近实际盾构推进系统的一组参数,满足对系统输入实际信号时能够准确地得到实际系统的输出。利用盾构模拟实验台的另一组采样数据对系统辨识结果进行验证,结果表明：该辨识方法得到的模型能够逼近真实的物理系统。     

面向原理图的液压系统自动建模与仿真技术研究

研究了在AutoCAD和Simulink下液压系统动态特性自动建模与仿真的实现问题。以AutoCAD为平台，建立了液压元件图形库和参数数据库，实现了液压系统原理图的计算机辅助绘制、元件选型和参数赋值；设计了原理图拓扑结构自动识别程序，能够自动提取液压原理图中元件的参数及相互间的连接关系，并生成数据文件。在Simulink下，建立了面向液压元件的仿真模型库。基于数据文件和仿真模型库，可以方便地实现液压系统仿真模型构建、参数赋值与仿真计算的自动化。     

基于图像的PUMA560机器人视觉伺服系统仿真

采用基于图像的视觉伺服方法,基于机器人仿真工具箱(Robotics Toolbox for Matlab),在Matlab/Simulink环境下,运用子系统建立了基于图像的六自由度PUMA560机器人视觉伺服仿真模型.通过仿真试验,其结果表明所构建的机器人视觉伺服系统对于静态的目标定位能够达到较快的响应和较高的精度.     

全液压转向器数学模型的建立与仿真

在介绍全液压转向器工作原理的基础上，建立了全液压转向系统的数学模型，并利用MATLAB／Simulink仿真工具箱搭建了系统的数字仿真模型，对液压转向系统的静态特性与动态特性进行了分析，并运用传递函数法对液压转向系统的结构特性进行分析，得到了其结构参数对液压转向系统性能的影响规律。