[发明专利]基于动态迟滞单元的磁流变阻尼器数学模型及动态迟滞单元

权利要求书

1.基于动态迟滞单元的磁流变阻尼器数学模型，其特征在于：该数学模型包括并联的动态迟滞单元MDHO、阻尼-弹性部分C₀以及橡胶复位元件K；该数学模型输出的阻尼力由所述动态迟滞单元MDHO产生的滞变阻尼力、所述阻尼-弹性部分C₀以及所述橡胶复位元件K共同产生的粘滞力表示，如式(1)所示：

其中，F为阻尼力，为模型输出；Φ(U)为迟滞单元的滞变阻尼力输出；m为迟滞环系统的质量；c₀为粘性阻尼系数，为瞬时的速度；为粘滞力输出；k为橡胶复位元件的初始线性刚度；x为磁流变阻尼器的活塞杆的瞬时位移；

所述滞变阻尼力输出Φ(U)由下式(2)表示：

Φ(U)＝η-wU+b (2)

其中，η为状态参数，由式(3)表示；w为前馈系数；U为磁流变阻尼器的活塞杆的速度作为模型输入；b为迟滞环偏置；

其中，ki为积分系数，Δ(η)为状态参数差，由式(4)表示，

其中，k₁为死区特性斜率的斜率；x₀为死区宽度。

式(1)～式(4)中的参数的上标“·”代表对时间的导数。

2.根据权利要求1所述的基于动态迟滞单元的磁流变阻尼器数学模型，其特征在于：所述死区宽度x₀、所述死区特性斜率k₁、积分系数ki、前馈系数w，迟滞环偏置b、粘性阻尼系数c₀和橡胶复位元件的初始线性刚度k满足以下关系：

x₀＝x₀₁+x₀₂r (5)

k₁＝k₀₁+k₀₂r (6)

ki＝ki₁+ki₂r (7)

w＝w₁+w₂r (8)

b＝b₁+b₂r (9)

c₀＝c₀₁+c₀₂r (10)

k＝k_m1+k_m2r (11)

其中：x₀₁、k₀₁、ki₁、w₁、b₁、c₀₁、k_m1分别表示模型输入电流为零时的磁流变阻尼器的死区宽度、死区特征、积分系数、前置系数、迟滞环偏置、粘性阻尼系数、橡胶复位元件的初始线性刚度；x₀₂、k₀₂、ki₂、w₂、b₂、c₀₂、k_m2分别表好模型当前的磁流变阻尼器的死区宽度、死区特征、积分系数、前置系数、迟滞环偏置、粘性阻尼系数、橡胶复位元件的初始线性刚度；r为中间量，α为磁流变阻尼器的活塞杆的加速度，i为模型的电流；式(12)中的参数的上标“·”代表对时间的导数。

3.一种用于权利要求1-2所述的任何一项基于动态迟滞单元的磁流变阻尼器数学模型的动态迟滞单元，其特征在于：该动态迟滞单元将磁流阻尼器中的活塞杆的运动速度U一部分经第二放大器a进行放大，一部分作为被减数与状态参数差Δ(η)作差，对差值进行以及经过第一放大器和积分器形成动态迟滞单元的状态参数η；状态参数η作为被减数与经放大后的速度U进行作差，差值经加数器与迟滞环偏置b进行求和，最终得到滞变阻尼器输出。

4.根据权利要求3所述的动态迟滞单元，其特征在于：所述状态参数η初始时，由所述作为被减数的速度U依次经减数器、放大器和积分器后形成。

5.根据权利要求3或4所述的动态迟滞单元，其特征在于：所述状态参数差Δ(η)由状态参数η经迟滞环后形成。