电流变冲击缓冲装置控制策略研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着现代工程装备向着高速重载方向发展，所遇到的冲击和振动问题也越来越突出，解决好冲击缓冲问题对于提高工程质量至关重要。

传统的冲击缓冲装置利用被动阻尼器件实现缓冲，难以实现最优的缓冲效果，并且无法根据冲击载荷的变化灵活进行调节，而电流变冲击缓冲装置具有可调和可控的优点。由此可见，以电流变液为工作介质的执行器为实现可控的冲击缓冲装置提供了可能，而合理的控制策略是实现优化缓冲效果的关键所在。

2. 国内外研究现状分析

电流变液是一种极具有发展前景和工程应用价值的新型智能材料。自winslow在1947年报道电流变液效应后50多年来，由于当时电流变液的电流变效应弱，综合性能指标低，所以没有引起世人的足够的重视，直至六十年代后期，性能较好的电流变液研制成功后，国内外才开始重视这一技术的研究。

电流变液在工程上的应用十分广泛。车辆悬架系统中的电流变减振器是实现减振器和弹性元器件之间最佳工作效果的阻尼器。飞机起落架中的电流变减振器通过改变电场强度来改变其粘度实现对起落架减振器主动控制。根据火炮反后坐装置的技术特点从理论上分析了电流变液技术用于火炮反后坐装置的可行性。浮筏使船舰表壳的振动减小,程序的稳定性和可操作性得到很大提高。机床上的电流变减振器通过改变切削系统阻尼和刚度的办法来抑制颤。

飞机起落架减振器用主动阻尼控制得到了满意的减振器冲击能量减振效果。汽车悬架电流变阻尼研究中，以极小值原理为基础,采用最速下降算法进行优化阻尼变化律的数值计算，得到较为折衷的隔振效果。火炮的后坐效果的实验中采用pid控制，模糊控制和滑模变结构三种控制策略，得出滑模变结构控制最优的结论。针对冲击载荷特点，磁流变阻尼器基于构建的试验平台分析比较on-off、pid和滑模控制控制效果，证明滑模控制算法能够使冲击振动峰值缩减。

3. 研究的基本内容与计划

一、研究内容：针对冲击缓冲控制目标，研究滑模变结构控制算法，并用仿真验证控制算法的有效性，具体要求完成以下内容：1建立单自由度的冲击缓冲装置并加以计算；2查找文献选择一种滑模变控制结构策略来完成反馈设计；3滑模变结构控制算法的MATLAB仿真实现；4滑模变结构控制与其他控制策略（如PID）的控制效果比较分析。

二、研究计划：第1-3周：准备工作、确定设计方案明确毕业设计的目的、任务和要求。第4-7周：通过查找阅读相关文献，了解大致设计框图，确定单自由度的冲击缓冲装置，计算所需提供的电压大小等。第8-10周：学习滑模变控制结构，选择一种控制策略来完成负反馈设计。第11-15周：用MATLAB仿真验证滑模变结构算法的正确性，并与其他控制策略相比较。撰写毕业设计说明书、附录等内容。第16周：毕业设计答辩。

4. 研究创新点

针对冲击缓冲控制目标，用滑模变结构控制方法有效抑制抖振,保证系统的响应速度和控制精度。