基于PID的双线圈侧置式磁流变制动器控制研究

针对磁流变制动器在制动过程中要求响应速度快、制动力矩稳定的问题,对一种双线圈侧置式磁流变制动器开展了控制研究。首先,基于所设计磁流变制动器的特点,选择位置式PID作为控制算法。其次,完成了软硬件的设计,根据实验的输入输出数据和MATLAB参数辨识工具箱,建立了控制系统传递函数的数学模型。最后,搭建了试验平台,利用建立的数学模型对磁流变制动器展开了仿真与实验研究。研究结果表明,在位置式PID控制下,双线圈侧置式磁流变制动器具有较好的响应特性,以及较好的力矩跟踪能力。     

圆槽盘式磁流变液制动器的设计研究

磁流变液制动器制动力矩不足始终是限制磁流变液制动器实际应用的主要原因。本文通过在普通制动盘的表面增加半圆形凹槽和凸脊,增大制动盘的工作面积进而增大磁流变液制动器的制动力矩。建立凸脊与圆槽配合制动的制动力矩的模型,得到影响力矩的参数。通过数学求导法求得凸脊的圆心位置,采用ANSYS中的电磁模块对圆槽式制动盘工作间隙处做磁场分析,确定凸脊的尺寸。综合制动面积和磁感应强度的变化结果,本文设计的圆槽盘式磁流变液制动器制动力矩相比于普通盘式磁流变液制动器的制动力矩提高了33%。     

基于矩形凸块的盘式磁流变制动器设计与仿真

基于磁流变液的流变特性,设计了一款盘面加工有矩形凸块的盘式磁流变制动器,推导了其制动力矩计算公式,基于Matlab/simulink建立了仿真模型,不断优化矩形凸块的尺寸参数.仿真结果表明,当加工有12个宽度为2 mm、深度为1.5 mm的矩形凸块时,产生的制动力矩达到626 N·m,比未加工凸块时的制动力矩提高了31...     

考虑偏心挤压的磁流变制动器制动性能分析与优化

针对均匀间隙磁流变制动器制动力矩较低、制动效率低的问题,根据磁流变液挤压增强效应原理,设计了偏心式磁流变制动器,建立了偏心式磁流变制动器制动力矩模型;分析了工作间隙、偏心率及偏心距对制动力矩的影响规律,基于Sobol法对制动器结构尺寸参数进行全局灵敏度分析,以偏心制动器制动力矩为目标进行了结构尺寸优化。结果表明,偏心率对制动力矩影响最大,且偏心制动器制动力矩随偏心率增大而增大;偏心率从ε=0.1到ε=0.2变化时,制动力矩从38.3 N·m提升到51.9 N·m;偏心距对制动力矩影响较弱,且制动力矩随偏心距的增大而减小,在偏心距e大于1后,影响效果不明显;优化后的偏心制动器制动力矩达到86.3 N·m,较优化前提高了约35.27%;在磁流变液达到磁饱和时,偏心结构对制动器制动力矩提升约7.57%。     

电动汽车磁流变液制动器优化及制动特性研究

以电动汽车磁流变液制动器为研究对象,分析磁流变液内部结构,对其结构进行优化,建立其优化前后的理论模型;运用Matlab编程求解得到磁流变液制动器制动力矩与线圈电流及制动器速度与制动时间之间的关系,运用实验的方法对其进行验证。理论计算及实验结果表明,磁流变液内部结构存在较大的优化空间;通过优化制动器内部结构可以提高电动汽车磁流变液制动系统的制动效能;实验结果与理论计算结果基本相近,验证了理论计算准确性;研究为电动汽车制动系统精确控制提供了重要基础,为电动汽车制动效能提升、制动器精确控制等提供了理论依据及有益的借鉴。     

圆盘式与圆筒式磁流变制动器制动转矩研究

基于磁流变液的磁流变效应,介绍了圆盘式及圆筒式磁流变制动器的制动原理,推导了所需磁流变液体积公式,建立了磁流变制动器的磁路模型。应用ANSYS软件对磁路模型进行有限元磁场仿真,得到了磁感应强度云图和磁感应强度分布曲线。最后基于两种磁流变制动器的结构特点,分别计算并比较了它们的制动转矩大小。结果表明:当所使用磁流变液的材料、体积及励磁线圈匝数、通入电流大小相同的情况下,圆筒式磁流变制动器的制动转矩要比圆盘式磁流变制动器大50%左右。     

磁流变制动器的参数设计和制动力矩分析

对双盘式磁流变制动器的结构进行了参数设计,并利用MATLAB软件对其制动力矩进行仿真分析,结果证明所设计的双盘式磁流变制动器结构可以满足车辆制动的需求。利用SIMULINK仿真工具箱建立了仿真模型,分析了励磁电流和结构参数对磁流变制动器制动性能的影响。对磁流变制动器的结构参数进行了优化设计,得出了更加合理的制动器结构,为双盘式磁流变制动器的设计提供理论参考。     

车用水冷式磁流变制动器性能及温升效应研究

针对现有磁流变制动器在制动过程中内部温度急剧升高的问题,提出并设计了一种具有水冷散热功能的车用磁流变制动器,该制动器设有4副制动片,提高了磁场利用率,显著增强了制动器输出力矩,并在制动器内部设有多条冷却流道,对制动过程中产生的温升效应有着很好的抑制作用。阐述了车用水冷式磁流变制动器的结构和工作原理,建立了制动器输出力矩数学模型。采用有限元法对制动器进行电磁场仿真,分析了不同条件下各工作面的磁感应强度分布规律,并对制动过程中的制动器进行热流耦合仿真,分析其在不同条件下的温升效应。结果表明,当外加电流为1 A时,所设计的磁流变制动器输出总力矩可达240 N·m,并且水冷散热结构对制动器整体温升效应有着很好的抑制作用。     

改进型磁流变液制动器设计与分析

对传统盘式磁流变液制动器提出了改进措施,并对其设计方法进行了分析研究.磁流变液制动器是利用磁流变液的抗剪切屈服应力产生制动力矩,在屈服应力不变的情况下增大接触面积可以提高制动力矩.在传统盘式磁流变液制动器基础上,提出了一种增大其接触面积以增加其制动力矩的改进方法,讨论了力矩传递模型,利用电磁场有限元分析法研究了电磁特性,最后进行对比实验,实验结果验证所提方法的有效性.     

形状记忆合金控制的磁流变制动器

基于形状记忆合金在热效应下的形状记忆特性和磁流变液的流变特性,介绍了形状记忆合金控制的圆筒式磁流变液制动器工作原理;基于Bingham本构模型,得到了圆筒式磁流变液制动器在外加磁场作用下的制动力矩方程;基于力矩平衡方程,得到了制动时间表达式;基于形状记忆效应,得到了电热形状记忆合金开关输出行程与温度、结构参数、材料参数、工作载荷等参数之间的关系式。研究结果表明:形状记忆合金开关的输出行程随温度的变化而变化,磁流变液制动器的制动力矩随外加磁场的增加而增大,制动时间随外加磁场的增加而迅速缩短。     

馈能式曳引电梯磁流变制动器设计与性能分析

针对现有的磁流变制动器缺乏断电保护并依赖电源,以及制动轴非制动工况下多余旋转能浪费的特点,设计了一种具有能量回馈功能的曳引电梯磁流变制动器,可对转轴转动能量进行捕捉并收集存储。蓄能装置在特殊情况下还可以与主电源共同作用于励磁线圈来增大制动力矩。此外,设计中还为制动器加入了循环水冷系统以改善制动器的温升。首先,介绍了新型磁流变制动器结构及工作原理;然后,对其进行了理论分析与建模仿真;最后,根据设计制造了新型磁流变制动器的样机并且对其进行了测试,对制动性、能量回收性能、温升以及噪声4个方面进行了试验。结果表明:能量回馈式磁流变制动器连续制动工况下最高温度不超过60 ℃,制动力矩可达380 N·m,馈能效率最高可达50%。     

盘式磁流变液制动器的设计与分析

磁流变液制动器是一种利用磁流变液剪切应力来进行制动的装置，它的制动力矩随外加磁场的变化迅速变化。本文在理论上给出了盘式磁流变液制动器的设计方法，推导出了磁流变液产生制动力矩的方程，得出了盘式磁流变液制动器中磁流变液体积、厚度等的计算公式，为盘式磁流变液制动器的设计奠定了理论基础。     

双盘式磁流变制动器的结构设计和性能研究

为在有限空间内实现较大功率的车辆制动的自动化和智能化,设计了一种工作在剪切模式下的双盘式磁流变制动器,分析了其工作原理,对其制动力矩的的理论计算公式进行了推导。使用有限元软件对制动器的磁路进行了磁场仿真,利用仿真结果经计算得出了其制动力矩值,在MATLAB软件上对计算结果进行拟合,得出了制动器励磁电流和制动力矩之间的函数关系。结果表明了该磁流变制动器制动力矩能够满足大多数中小型车辆的制动需求且易于实现制动力矩的线性控制。     

基于simulink磁流变液制动器性能仿真与分析

介绍了磁流变液的组成和性能,阐述了磁流变液制动器的结构和原理。根据磁流变液的流变特性,推导了单盘式圆盘型磁流变液制动器和圆筒型磁流变液制动器的制动力矩公式,并在Simulink环境内建立了单盘式圆盘型磁流变液制动器和圆筒型磁流变液制动器模型,分析了2种磁流变液制动器的性能特点。分析结果可为磁流变液制动器的理论研究和设计提供参考。     

圆筒式磁流变制动器结构设计

基于Bingham塑性模型,导出了圆筒式磁流变制动器的制动力矩公式,建立了磁流变制动器的二维轴对称磁场有限元模型。在考虑不产生＂磁饱和＂现象的情况下,分析了转筒厚度对工作间隙中磁流变液磁通密度的影响。在此基础上,确定了能使磁流变液中的磁通密度达到最大的结构设计方案。结果表明该结构方案既能满足磁流变制动器的制动力矩要求,又能满足磁路设计要求。     

圆盘式磁流变制动器磁路多目标优化

为了提高磁流变制动器的制动性能,基于Herscher-Bulkley模型,以磁流变制动器的质量最小、输出制动力矩最大为优化目标,提出了一种基于有限元分析(FEA)和多目标遗传算法(MOGA)的联合优化设计方法。利用该方法获得了磁路结构的Pareto最优解,并采用组合赋权法对Pareto最优解进行选优,得到了制动器最优的磁路结构参数。仿真结果表明:所提出的磁流变制动器磁路多目标优化设计方法是正确有效的,能够获得更加紧凑的磁路结构,并提高磁流变制动器的制动力矩,可作为磁流变制动器设计的参考。     

基于Matlab/Simulink的车用磁流变液制动器设计与仿真

设计了一种汽车轮内叶轮式磁流变液制动器,根据磁流变液在强磁场下的流变特性,推导出该制动器的制动力矩计算方法,并在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型,分析了制动器结构参数对制动力矩的影响。所设计的汽车磁流变液制动器能够满足一般小型汽车的制动力矩需求。     

磁流变液制动器的研究及其应用

现今人类生态环境的日益恶化迫使世界各国不得不关注摩擦材料对环境的负面影响,磁流变液智能材料的出现,为解决制动摩擦材料环境问题与开发新型制动器提供了新思路。文中综述了磁流变液及磁流变液制动器的研究现状,并指出磁流变制动器作为一种新型、环保、节能的制动器将有很大的市场潜力,其较之传统液压式制动器优势明显,但要在乘用车上大规模使用,还需要进行更全面更深入的研究,以进一步提高磁流变液制动器的制动力矩,使其满足乘用车制动力矩要求。认为可将液压式制动器与磁流变液制动器结合起来,研发出具有我国自主知识产权的一种新型的制动器,推动承用车制动器的更新换代。     

磁流变液制动器的设计与制动性能测试

磁流变液制动器是一种可控回转阻力的新型制动装置。本文设计并制作了一种盘式磁流变液制动器 ,对其制动力矩进行了静态测试。实验表明 ,在使用自制的磁流变液的条件下 ,最大制动力矩达到 10 N· m。文中还分析了影响磁流变液制动器制动性能的因素     

波纹状磁流变制动器磁流热场强耦合分析

为研究应用于汽车的波纹状磁流变制动器在磁流热场强耦合作用下的温度特性,建立了磁流变制动器的磁流耦合和热流耦合有限元分析模型,采用直接序贯耦合法得到磁流变制动器的磁场分布和稳态非制动工况、正常制动工况、紧急制动工况、连续间歇制动工况下的温度分布及其变化规律。研究结果表明,在稳态非制动工况,磁流变制动器温度分布近乎均匀,而在正常制动、紧急制动工况和连续间歇制动工况下的最高温度分别为92. 4℃、111. 2℃、80. 4℃,制动间隙内的温度均呈现先上升后下降的变化趋势;随着励磁电流的增加,磁流变制动装置在制停过程中的最高温度也逐渐上升,但其上升幅度越来越小。研究结果可为磁流变制动器的设计和应用提供参考依据。