2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、磁流變(Magnetorheological,MR)阻尼器具有響應(yīng)快、阻尼力連續(xù)可調(diào)、結(jié)構(gòu)簡單、耐久性好和低功耗等特點,被認(rèn)為是極具應(yīng)用前景的半主動執(zhí)行器件之一,逐漸被用作車輛懸架、醫(yī)療設(shè)備、土木建筑、航空航天器以及武器裝備等結(jié)構(gòu)的減震耗能器件進(jìn)行研究或應(yīng)用,成為保障諸多結(jié)構(gòu)的耐久性、舒適性與安全性的重要途徑。然而要充分發(fā)揮采用MR阻尼器構(gòu)成的半主動控制系統(tǒng)的特長,實現(xiàn)反饋控制是必不可少的,其前提是能夠采用傳感器獲取應(yīng)用對象的動態(tài)信息。

2、現(xiàn)有的基于MR阻尼器的半主動控制系統(tǒng)通常采用與MR阻尼器“分離”的傳感器實現(xiàn)動態(tài)傳感,由此引起的明顯問題是使系統(tǒng)更復(fù)雜,導(dǎo)致需要更大的安裝空間、增加重量、提高系統(tǒng)成本、降低系統(tǒng)可靠性等缺點。此外,基于MR阻尼器的半主動控制系統(tǒng)需要額外配置供電電源,也將很大程度上縮小基于MR阻尼器的半主動控制系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境。因此,如何簡化基于 MR阻尼器的半主動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、降低系統(tǒng)成本、提高系統(tǒng)可靠性是實現(xiàn)MR阻尼器的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用亟待解決的問題,

3、開展這方面的研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程應(yīng)用前景。
  為了解決上述問題,本文在Wang和Wang(2009)提出的集成相對位移自傳感MR阻尼器(Integrated relative displacement self-sensing magnetorheological damper,IRDSMRD)的原理的基礎(chǔ)上,開發(fā)了一種IRDSMRD原型及其電子系統(tǒng);提出了一種能量自供給的相對位移自傳感MR阻尼器(Self-powere

4、d self-sensing magnetorheological damper,SPSSMRD)的原理,開發(fā)了一種SPSSMRD原型;建立了基于MTS849和實時仿真實驗系統(tǒng)(Type:DS1103,dSPACE GmbH)的實驗測試系統(tǒng)對SPSSMRD/IRDSMRD原型進(jìn)行了實驗測試;在此基礎(chǔ)上,一方面提出了一種基于“Pareto優(yōu)化”原理實現(xiàn)對SPSSMRD/IRDSMRD的性能的協(xié)調(diào)優(yōu)化的方法,另一方面提出并實現(xiàn)了一種基于SP

5、SSMRD/IRDSMRD的單自由度(Single degree-of-freedom,SDOF)半主動振動與沖擊控制系統(tǒng)。
  本文的主要研究工作和創(chuàng)新點可以歸納為以下五個方面:
  1.開發(fā)并研究了一種基于Wang和Wang(2009)提出的IRDSMRD原理的IRDSMRD原型及其相應(yīng)的實現(xiàn)集成相對位移傳感與可控阻尼力的電路系統(tǒng),包括IRDSMRD相對位移調(diào)制/解調(diào)器、線性可控電流驅(qū)動器和傳感載波信號與勵磁電流的信號疊

6、加電路,建立了基于MTS849減震器測試系統(tǒng)和實時仿真系統(tǒng)的實驗系統(tǒng)對IRDSMRD原型及其電子系統(tǒng)進(jìn)行了實驗研究。
  2.針對IRDSMRD的IRDS及基于IRDSMRD的半主動控制系統(tǒng)的電子系統(tǒng)的能量供給問題,提出并研究了一種SPSSMRD的原理,建立了在考慮電磁擴散情況下的SPSSMRD的能量拾取線圈上的感生電能量、IRDS以及可控阻尼力的數(shù)學(xué)模型,分析了SPSSMRD的能量獲取特性、IRDS性能以及可控阻尼力性能。

7、>  3.基于SPSSMRD及其電子系統(tǒng)的原理,設(shè)計并開發(fā)了一種SPSSMRD原型及其電子系統(tǒng),建立了基于MTS849減震器測試系統(tǒng)和實時仿真系統(tǒng)的實驗系統(tǒng)對SPSSMRD原型的性能進(jìn)行了實驗測試,包括能量獲取轉(zhuǎn)換性能、IRDS的相對位移傳感性能(線性度、靈敏度和遲滯誤差)以及可控阻尼力性能(可控阻尼力范圍和動態(tài)可控阻尼比)。
  4.針對SPSSMRD/IRDSMRD的可控阻尼力特性和相對位移傳感特性相互影響的特點,為了權(quán)衡和優(yōu)

8、化在缸體體積一定時SPSSMRD/IRDSMRD的可控阻尼力性能和相對位移傳感性能,提出并研究了一種基于“Pareto優(yōu)化”原理實現(xiàn)針對目標(biāo)函數(shù)為SPSSMRD/IRDSMRD的可控阻尼力性能和相對位移傳感性能優(yōu)化其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法。在作用于SPSSMRD/IRDSMRD的勵磁線圈上的最大磁動勢一定時,獲取表征權(quán)衡IRDSMRD的可控阻尼力性能與相對位移傳感性能之間的關(guān)系的Pareto最優(yōu)曲線(即Pareto前沿)。根據(jù)Pareto前

9、沿上的點所對應(yīng)的SPSSMRD/IRDSMRD的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù),開發(fā)了三種具有不同尺寸組合的SPSSMRD/IRDSMRD原型,并建立了基于MTS849減震器測試系統(tǒng)和實時仿真系統(tǒng)的實驗系統(tǒng)對具有優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸的SPSSMRD/IRDSMRD進(jìn)行的實驗研究。
  5.由于SPSSMRD/IRDSMRD的可控阻尼力特性和相對位移傳感特性相互影響,為衡量相對位移傳感性能對半主動控制系統(tǒng)的影響程度,建立了基于SPSSMRD/IRDSMRD的

10、SDOF半主動振動與沖擊控制系統(tǒng),比較了半主動振動與沖擊控制系統(tǒng)在使用SPSSMRD/IRDSMRD集成的相對位移傳感器(Integrated relative displacement sensor,IRDS)和LVDT(Linear variable differential transformer)情況下的控制效果,討論了SPSSMRD/IRDSMRD在SDOF半主動振動與沖擊控制系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性。
  本文的研究工作為簡

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