磁流變液阻尼器運行狀態(tài)敏感電流源研究.pdf

1、汽車懸架系統(tǒng)阻尼特性的合理匹配對提高乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性起著至關重要的作用，國外汽車制造商普遍采用更換不同阻尼特性的一系列阻尼器或者機械式可調阻尼器，主觀與客觀評價相結合的方法進行懸架阻尼參數(shù)的實驗匹配，該技術被國外公司所控制，國內汽車企業(yè)尚需國外技術支持。并且這種匹配方法只能實現(xiàn)壓縮阻尼與復原阻尼的聯(lián)動調節(jié)，很難實現(xiàn)懸架阻尼參數(shù)的最優(yōu)與自動匹配。利用阻尼可調的磁流變阻尼器來代替一系列阻尼器或機械式可調阻尼器，實現(xiàn)汽車懸架阻尼參數(shù)的最

2、優(yōu)匹配是一種全新的嘗試，但涉及系列的理論方法和實現(xiàn)技術需要解決，其中能辨識磁流變阻尼器運行狀態(tài)（復原與壓縮）的敏感電流源是關鍵技術之一。目前國內外研制的磁流變液阻尼器控制器及其電流驅動器，尚不能完全滿足輸出電流隨運行狀態(tài)變化和無級可調的需求，并且其關鍵技術都是保密的。因此，研究具有運行狀態(tài)感知的磁流變液阻尼器電流驅動源，對開展汽車懸架阻尼特性合理匹配具有重要現(xiàn)實意義。
　　本文針對特定的汽車磁流變阻尼器阻抗特性及其運行特征，采用超

3、聲波傳感器對汽車磁流變液阻尼器運行狀態(tài)進行感知，運用數(shù)字信號處理器進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)了汽車磁流變液阻尼器的運行狀態(tài)辨識；利用電力電子技術的相關原理，結合磁流變液阻尼器的阻抗特性，提出了狀態(tài)敏感電流源驅動器設計方法；完成了系統(tǒng)的軟、硬件設計，搭建了實際電路系統(tǒng)，開展了相應的實驗測試研究。具體研究內容如下：
　　根據(jù)具體的磁流變阻尼器的運行特點，本文將超聲波接收與發(fā)送傳感器分別安裝在磁流變液阻尼器的兩端，計算超聲波的渡越時間就能判斷阻

4、尼器的運動狀態(tài)變化。超聲波的時延和傳播介質的溫度是影響其動態(tài)測距實時性和準確性的重要因素，為更精確測量超聲波的渡越時間，提高測量的分辨率，采用了數(shù)字信號處理器作為控制器，在一個測控循環(huán)中對測量數(shù)據(jù)結合阻尼器運動特點進行分析，實現(xiàn)了對汽車磁流變液阻尼器運行狀態(tài)識別。
　　根據(jù)具體的磁流變液阻尼器的阻抗特性和對電流驅動器的技術要求，利用電力電子技術的BUCK變換拓撲電路和脈寬調制（PWM）原理，提出了狀態(tài)敏感電流源驅動器設計方法，推導

5、了電流驅動器的傳遞函數(shù)，構建了其動態(tài)模型，對其穩(wěn)定性、快速性和準確性進行了討論；為提高其快速性，消除穩(wěn)態(tài)誤差，進行了校正電路設計；為了減小電流、電壓突變對器件的沖擊，進行了驅動電路和緩沖電路設計；為了能夠長時間穩(wěn)定工作，進行了散熱設計、軟啟動和保護系統(tǒng)設計；為進一步完善本電流源設計，采用一些現(xiàn)代電力電子設計中的新技術。
　　通過搭建的實際電路系統(tǒng)，開展了相應的實驗測試，實驗結果表明：在溫度為23.5℃時，磁流變液阻尼器運動1毫米，