磁流变阻尼器AVR控制器设计开题报告

1. 研究目的与意义

振动广泛存在于人类生活的各个方面，然而绝大部分振动都是有害的。像汽车，桥梁，大型建筑中的振动都会影响其结构的安全稳定。想磁流变阻尼器是一种近些年兴起的半主动能量吸收器。这种阻尼器以其简单的结构，连续、可顺逆调节的阻尼力，以及大的可调范围、很快的响应速度等优良特性受到广泛关注。而PID控制器具有结构简单、容易实现、控制效果好、鲁棒性强等特点，是迄今为止最稳定的控制方法。它所涉及的参数物理意义明确，理论分析体系完整。把二者结合起来，便可在简便、精确、稳定的控制基础上在车辆悬挂系统、海洋平台结构减震及高层建筑的隔振等前沿性研究有更深远的研究意义和应用前景。

2. 国内外研究现状分析

磁流变阻尼器在国外已经被广泛应用在航天、电子、化工、能源、建筑等许多领域。近年来,工程结构振动控制的研究取得了很大的进展,人们提出了包括被动控制、主动控制、半主动控制、混合控制等诸多技术方案,其中半主动控制系统根据结构的响应和(或)外激励的反馈信息实时地调整结构参数,有效的减小结构的振动响应,而且构造简单,所需能量小。在美国，DavidSimon，MehidAhmadian等人把磁流变阻尼器应用到重型卡车上。在我国，重庆大学的的廖昌荣，余淼对磁流变阻尼器的设计有较深入的研究，上海交大的陈吉安对磁流变阻尼器的汽车应用研究初有成果。总体来说，我国的磁流变研究尚属初级阶段，与国外还有较大差距。

3. 研究的基本内容与计划

本磁流变阻尼器控制系统首先采用采用低阻抗压电输出式（icp）加速度传感器采集阻尼器的加速度信号，然后通过压控电压源型二阶低通滤波电路和反向放大电压跟随电路对采集信号进行滤波放大。调理后的信号经过ad转换电路后输入单片机，作为pid控制的反馈量。建立然后通过pid控制调节输出pwm信号，并通过pwm调节电流驱动器的输出电流，得到磁流变阻尼器的控制电流和控制电压，从而达到实时精确调节磁流变阻尼器的阻尼力。

研究计划：

(1)第1-3周：明确设计任务，查资料，初步熟悉pic单片机和撰写开题报告；

4. 研究创新点

本设计的创新之处在于采用三闭环控制系统代替原来的单反馈PID控制。外环为通过加速度传感器采集到的加速度信号及其变化率与预设标准值的误差得到PID控制器的调节参数；内环为磁流变阻尼器的电流环和电压环，通过加速度信号得到磁流变阻尼器的标准控制电流和电压，与磁流变阻尼器的反馈电流和电压做差，并将误差输入PID算法模块。该系统可以更精确地调整调节输出电流以调节阻尼器的阻尼力。