[发明专利]应用大行程磁流变阻尼器的顶部立管张紧器及其控制系统

权利要求书

1.一种应用大行程磁流变阻尼器的顶部立管张紧器，其特征在于：包括张紧器顶部框架、张紧器下框架、设置在张紧器顶部框架与张紧器下框架间的立管、均匀设置在立管周围的大行程磁流变阻尼器，张紧器顶部框架上设置有张紧环，张紧器下框架的中间通孔内设置有托辊架，托辊架内设置有辊承支臂，辊承支臂的端部设置有与立管外表面接触的托辊，每个大行程磁流变阻尼器包括与托辊架铰接的缸体、设置在缸体内的活塞、与活塞连接的活塞杆，活塞杆的上端与张紧环的下端连接，活塞上设置有励磁线圈，所述缸体内还设置有磁流变液，张紧器下框架设置在平台下甲板上。

2.根据权利要求1所述的一种应用大行程磁流变阻尼器的顶部立管张紧器，其特征在于：所述大行程磁流变阻尼器的个数是4-6个。

3.一种权利要求2所述的应用大行程磁流变阻尼器的顶部立管张紧器的控制系统，其特征在于：包括系统控制器、阻尼器控制器、驱动器，在活塞杆上设置有力传感器，平台下甲板上设置有监测平台的升沉和偏移运动的传感器；

所述系统控制器根据大行程磁流变阻尼器的结构参数和磁流变液的性能并基于Bingham模型计算立管张紧力，测量磁流变阻尼器阻尼减振的噪声；

所述阻尼器控制器用于产生阻尼力的控制电压，其包括输入输出接口单元、电荷放大器、RMS电路、A/D转换器、D/A转换器和PI控制器，阻尼器控制器将控制参考信号与力传感器的反馈信号比较，输出阻尼力控制电压，并通过驱动器输出控制电流，控制相对应的大行程磁流变阻尼器，改变大行程磁流变阻尼器的阻尼特性；

所述驱动器用于产生大行程磁流变阻尼器的励磁线圈磁场的电流，其包括脉宽调制发生器、功率放大器和场效应管。

4.根据权利要求3所述的应用大行程磁流变阻尼器的顶部立管张紧器的控制系统，其特征在于：控制步骤为：

步骤1：平台做升沉或偏移运动时，设置在平台下甲板上的传感器监测到平台的运动变化，而大行程磁流变阻尼器接收到传感器发出的信号，并释放励磁线圈的电流和磁场，活塞杆沿着缸体轴向自由滑动；

步骤2：同时，传感器将监测到的平台运动的信号传递给系统控制器，系统控制器基于Bingham模型计算立管所需张紧力，而且系统控制器可测量大行程磁流变阻尼器的阻尼减振的噪声，验证大行程磁流变阻尼器的减振降噪的科学性；

步骤3：阻尼器控制器根据所需的张紧力通过阻尼器控制器上的电荷放大器、RMS电路和A/D转换器输出控制参考电压；同时活塞杆反馈的力传感器的反馈信号也通过电荷放大器、RMS电路和A/D转换为反馈电压，输出控制参考电压与反馈电压比较，计算出当前阻尼力控制电压信号ui；

步骤4：将控制电压信号ui传递给驱动器上的脉宽调制发生器，输出脉宽调制信号，经功率放大器放大后加在场效应管的控制极上，并通过调节主电路的导通时间输出控制电流；

步骤5：将输出的控制电流给励磁线圈，从而改变磁流变液的磁场强度和阻尼力，使大行程磁流变阻尼器产生阻尼力，活塞杆向上推张紧器顶部框架，完成对立管的拉紧。