磁流变冲击缓冲装置的控制器设计开题报告

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装置实现缓冲，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。而磁流变阻尼器件是利用磁流变液的可控特性实现阻尼力无级可调的智能机械装置，具有结构简单、能耗低、提供阻尼力大、阻尼力可调范围宽、响应迅速等特点，易于控制并且连续可控，可与计算机技术和控制理论相结合，实现对振动的控制。因此磁流变冲击缓冲装置具有可调和可控的优点。所以控制器的设计和研究是实现对磁流变冲击缓冲装置控制的重要任务。

2. 国内外研究现状分析

根据近几年手机的智能材料与结构的资料看，目前我国对磁流变材料及其应用的研究逐渐发展起来。其中南京林业大学和南京理工大学的李赵春和谢鹏飞联合发表的基于磁流变阻尼器的冲击缓冲系统控制方法，针对磁流变阻尼器的冲击缓冲系统中的应用，对其控制方法进行理论和实验研究，根据控制目标，通过试验分析确定控制区域，在此基础上设计了以后坐阻力为输入的一维模糊控制器和以后坐位移和速度为输入的二维模糊控制器，验证了模糊控制下磁流变阻尼器在冲击缓冲系统中应用的可行性，为冲击缓冲系统的控制提供了新的思路和实现方法；中国民航大学的田静等人对基于磁流变减振器的飞机起落架模糊控制的研究表明磁流变减振器采用模糊控制算法能够在飞机滑跑过程中起到很好的缓冲减振作用。而在国外，Wang和Liao提出并研究了一种基于Signum函数的磁流变阻尼器的阻尼器控制器的算法，与现有的磁流变阻尼器控制器相比，仿真结果表明基于Signum函数的磁流变阻尼器控制器的算法不仅具有更高的阻尼力跟随精度，而且具有能耗低的特点；美国维吉尼亚大学利用Lord公司的磁流变阻尼器分别在VolvoVN重型卡车和Futurecar轿车的悬架上进行控制实验，取得了明显的控制效果。

3. 研究的基本内容与计划

一、研究内容：以磁流变冲击缓冲装置的控制器为目标，利用单片机及其外围电路，实现信号采集、信号调理和控制算法等功能，具体完成以下任务：1电源驱动电路设计；2信号调理电路设计；3单片机控制电路设计；4简单控制算法及其程序实现。

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4-6周：进行电源驱动电路的设计。第7-9周：设计出信号调理电路。第10-12周：设计出单片机控制电路。第13-15周：通过简单控制算法来完成程序的实现。第16周：毕业设计答辩。

4. 研究创新点

此次实施磁流变冲击缓冲装置控制器设计参考了大量的文献并从中选择有效的信息，从先前的研究人员的设计和研究学习其中的经验，并通过老师的指导来完成的。