为了提高液压伺服系统在外部负载突变时的控制性能,提升核心元件和传感单元的使用寿命,创新提出液压作动器与磁流变阻尼器串联的液压阻尼作动器,以实现主动阻尼补偿。首先,针对系统的抗冲击需求,定制开发了多级堆叠式流道结构的磁流变阻尼器,并将其与液压作动器串联组成液压阻尼作动器;然后,采用基于力内环和位置外环的阻尼补偿控制方法,且设计磁流变阻尼器与液压作动器的耦合控制器,确保液压作动器位移跟踪精度的同时快速抑制外部振动冲击;最后,构建位移激励和变负载冲击实验,活塞杆的综合位移控制精度提高了38%以上,验证了液压阻尼作动器在耦合控制器下具备良好的动态响应性能和冲击抑制效果。

双线圈活塞式磁流变阻尼器是一种通过励磁线圈产生磁场,以控制输出阻尼力的器件,其励磁线圈的缠绕方法直接影响磁流变阻尼器磁场分布和动态响应时间。在磁流变阻尼器性能模型的研究基础上,以阻尼动力和动态性能为最优目标,分析了两励磁线圈多种缠绕方法对阻尼间隙的磁场分布和控制电路的响应时间的影响,综合考虑了外界控制电路的电流负担和电能损耗,获得了励磁线圈采用反向串联的最优缠绕方法。研究结果为磁流变阻尼器的结构设计和参数优化提供了参考依据。

为减小磁流变阻尼器在微振幅中高频激励下磁控耗能能力降低带来的影响,提出采用增加磁流变液初始压强来增加工作压强的方法以改善磁流变阻尼器在中高频激励下的磁控耗能能力.基于磁流变液的可压缩特性,构建磁流变阻尼器的力学模型,分析中高频时工作压强对阻尼力的影响;设计加工了无补偿装置的单杆直线液体弹簧式磁流变阻尼器,通过实验测试验证力学模型的准确性.正弦激励下的实验结果表明:增加磁流变阻尼器工作压强可以使阻尼曲线更饱满,且工作压强较高时,磁流变阻尼器耗能能力明显优于工作压强较低时磁流变阻尼器耗能能力;根据实验结果发现:相比于初始压强为标准大气压,当初始压强为5 MPa时,阻尼增幅最大为31.3%,耗能增幅最大为78.5%;此外,增加工作压强后工作区域磁场更容易饱和,等效刚度和等效阻尼系数都会随着工作压强的增加而上...

针对磁流变阻尼器受到外界磁场作用时,阻尼特性发生变化导致其控制精度变差的问题。该文提出分析不同方向的外界磁场对磁流变阻尼器阻尼特性影响的理论方法,设计线性磁场发生器模拟外界磁场环境,通过实验对理论进行验证。理论与实验结果表明:当磁流变阻尼器受到与活塞运动方向垂直的外界磁场作用时,阻尼特性不受影响;当磁流变阻尼器受到与活塞运动方向水平的外界磁场作用时,随着外界磁场强度的增加,输出阻尼力随之增加;且输出阻尼力等于自身电流作用产生的阻尼力与外界磁场作用产生的阻尼力之和。

磁流变液沉降稳定性是影响现有汽车悬架用磁流变(MR)阻尼器使用寿命的关键因素之一。以商用成品磁流变液为基础,在理论指导下,通过实验研究改善其在磁场作用下的沉降性能。首先对磁场作用下影响磁性颗粒在磁流变液中沉降性能的主要因素进行理论分析;然后以市场现有磁流变液(MRF)产品MRF-450为基础,通过微观结构及导电导磁性能分析,对制备条件和配方进行改进;最后对改善后的磁流变液进行性能测试。力学性能测试结果表明其在改善沉降性的同时保证了力学性能,基于导电原理的稳定性测试结果显示其在MR阻尼器中静置24周后的沉降率仅为1.5%,相比传统MRF-450降低19.6%。

提出了一种刚度阻尼解耦，且可调并能大幅降低支撑频率的基于PAM（气动肌肉）和MRD（磁流变阻尼器）的六维宽频隔振系统，推导了由弹性、阻尼作用空间到支撑平台笛卡尔六维空间的雅可比矩阵，获得了系统的惯性、刚度及阻尼矩阵，在此基础上，建立了系统振动方程，分析了系统的解耦特性、支撑频率的可降特性以及宽频隔振原理，讨论了弹性阻尼元件的参数计算方法。该成果可为车载／舰载／机载精密设备的六维宽频隔振提供理论参考。

磁流变阻尼器是一种采用磁流变液为工作介质的智能型阻尼器，目前已在建筑、桥梁、车辆、机车等行业的减振抗震中得到广泛应用。阐述了磁流变阻尼器的工作原理；对阻尼器中激励线圈、液流通道及作动方式等不同结构进行了详细的结构分析，同时对集成位移检测、能量存储的自感应、自发电型磁流变阻尼器的功能集成进行了深入探讨。介绍了课题组设计的差动自感式磁流变阻尼器。相关分析和结论可为磁流变阻尼器的结构设计和功能集成提供参考。

采用磁流变阻尼器（MRdamper）进行半主动控制分析时，建立较为精确的MRdamper力学计算模型是关键因素之一。目前常用的MRdamper力学计算模型有Bingham模型、Sig—moid模型、双Sigmoid模型与通用Sigmoid模型等，但这些力学计算模型均不能同时描述MRdamper的惯性效应、剪切稀化现象和蓄能器刚度影响等。基于此，提出了一个新的MRdamper力学计算模型——可调Sigmoid模型，并与现象模型试验结果进行对比研究。仿真计算结果表明：可调Sigmoid模型简单易理解，且能很好地描述MRdamper的惯性效应和剪切稀化现象，在描述低速区和高速区的非线性滞回特性时，所运用的物理概念更为清晰，具有很强的可调通用性。

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。

针对磁流变(MR)阻尼器对海洋平台的半主动振动控制效果进行研究,建立了海洋平台MR半主动控制结构的数学模型,提出了基于现代最优控制理论的半主动控制方法,并对磁流变阻尼器的性能及恢复力模型进行了介绍,对磁流变阻尼器的参数进行了设计,以某典型的固定式导管架平台为算例,数值分析了MR阻尼器对海洋平台振动控制的有效性,仿真结果表明,采用磁流变阻尼器对海洋平台进行半主动控制能够有效的减小平台的振动响应.