[发明专利]智能磁流变减振系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种半主动阻尼减振系统，尤其涉及采用磁流变阻尼器来减 振的智能磁流变减振系统。

背景技术

现代航空、航天、国防和电子等新技术的兴起，几乎带动所有工业技术 的迅速发展。例如，汽轮机、水轮机和电机等动力机械，汽车、船舶、飞机 等交通运输工具，航天发射器、武器发射系统、核电站保护装置等国防和武 器系统等，都向着高速重载的方向发展，其振动问题已经日益成设计者们所 面临的问题。车辆、飞机、导弹、舰艇以及自动武器通常在最恶劣的环境中 工作，其对减振技术的要求最为迫切。

目前，国内市场车辆用减振器一般采用液力减振器(或充气式减振器) 和机械调节方式，普遍存在的问题是“发硬”、“异响”、“漏油”三大难题， 且存在结构复杂、响应速度慢、工作频带窄等缺陷。

为了解决上述问题，目前，出现磁流变减振系统。该系统利用磁流变减 振器在零磁场条件下呈现出低粘度的特性，而在强磁场作用下，呈现出高粘 度、低流动性的液体特性，从而，改变阻尼力，实现减振控制，但是，目前 的磁流变减振系统都采用单片机或者DSP处理器，单片机或者DSP处理器的 系统内部的资源有限，无法很好地衔接硬件和软件平台，而且，处理数据能 力弱。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能磁流变减振系统，该系统能够很好的衔接 硬件和软件平台，而且，数据处理能力强。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：

一种智能磁流变减振系统包括磁流变减振器、若干传感器、信号调理单 元、信号处理器、主处理器和可控电流控制器模块。若干传感器采集磁流变 减振器的振动信息；每一信号调理单元与一个传感器连接，所述信号调理单 元对磁流变减振器的振动信息依次进行放大、滤波和电平转换。信号处理器 对信号调理单元的信息进行频谱分析、小波变换或冲击谱分析。主处理器结 合存储在主处理器内的磁流变减振器的控制模型与控制策略对来自信号处理 器的信息进行处理。可控电流控制器模块根据主处理器的处理结果改变输入 磁流变减振器的电流值。

可选地，当进行频谱分析不能反映被控对象的振动信息，所述信号处理 器对信号调理单元的信息进行小波分析。

可选地，在振动信息中包含冲击载荷时，所述信号处理器对信号调理单 元的信息进行冲击谱分析。

可选地，所述主处理器还包括CAN总线模块，该CAN总线模块交换上位 机与主处理器的指令。

可选地，所述信号调理单元包括电荷-电压转换电路、信号放大电路、滤 波电路及电平转换电路，电荷-电压转换电路、信号放大电路、滤波电路及电 平转换电路依次级联，电荷-电压转换电路将所述传感器采集的电荷信号转换 为电压信号，信号放大电路对电荷-电压转换电路的信号进行放大，滤波电路 将信号中的混频信号消除，电平转换电路对滤波电路的信号进行电平转换。

可选地，所述可控电流控制器模块包括电流比较放大电路、放大调整电 路和电流取样电路，所述电流比较放大电路与主处理器连接，所述电流比较 放大电路的输出端连接放大调整电路，所述电流取样电路与放大调整电路连 接，所述磁流变减振器连接于电流取样电路的输出端。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明包括信号处理器和主处理器，因此，数据处理能力强，主处理 器能够很好的衔接硬件平台和软件平台，而且，所述传感器采集振动信息后 将振动信息传递给信号调理单元，所述信号调理单元对采集的信号进行滤波、 放大和电平转换后传输给信号处理器，信号处理器对信号进行频谱分析、小 波变换或者冲击谱分析后传输给主处理器，主处理器根据存储在主处理器内 的磁流变减振器的控制模型与控制策略对信号处理器的信息进行处理后对可 控电流控制器模块输出控制信号。可控电流控制器模块根据该控制信号改变 输入磁流变减振器的电流值，使磁流变减振器中的磁流变液的流动特性发生 变化，从而以百万分之一秒的频率连续不断地调节阻尼力的大小，实现对磁 流变减振器的精确控制，可以用于豪华客车悬架减振技术，同时提升车辆的 安全性和可靠性，提高驾驶平顺性，并使操作更精确、反应更迅速，实现车 辆振动状态信息的交换；也可进一步用于飞机、舰艇、自动武器、军用车辆、 土木工程结构及桥梁等的半主动振动控制以及不同振动控制方法的工程适用 性评价。