一种磁流变执行器的闭环控制方法技术

本发明专利技术涉及振动控制技术领域，具体涉及一种磁流变执行器的闭环控制方法。该方法通过阻尼力/力矩监测系统实时监测阻尼力/力矩的变化，进而通过逻辑切换模块根据期望阻尼力/力矩与实际阻尼力/力矩之间的误差信息和映射关系选择对应的控制模式，进而利用专家经验总结出模糊控制规则并推理出连续光滑的控制电流/电压的增量，从而得到更为光滑的控制电流/电压。相比传统的基于Heaviside函数的磁流变执行器闭环控制方法，本发明专利技术通过光滑的电流/电压控制磁流变执行器的阻尼力/力矩，从而可以减小阻尼力/力矩的抖振，对提高磁流变执行器的使用寿命和改善振动抑制效果具有突出优势。

【技术实现步骤摘要】
一种磁流变执行器的闭环控制方法
本专利技术涉及振动控制
，具体涉及一种磁流变执行器的闭环控制方法。
技术介绍
磁流变执行器由于其阻尼实时可调，且具有很宽的动态范围、较高的响应速度、较低的功耗、相对简单的结构，在车辆悬架、土木桥梁，发动机悬置，火炮后坐力缓冲等振动与冲击控制领域具有广泛的应用前景。作为磁流变振动控制系统的核心，振动系统及磁流变执行器的控制策略决定了结构的振动抑制的能力。现有技术中存在的主要问题和不足包括：目前磁流变执行器的控制方式有两种。其中最常用的是根据执行器的阻尼力/力矩、速度、位移、加速度、温度和电流等映射关系建立阻尼力-电流/电压的逆模型，如多项式模型、Bingham类模型、Bouc-Wen模型、双曲正切类代数模型和神经网络模型等。然而由于磁流变执行器内部复杂的电磁场、流场和温度场等多场耦合作用影响，磁流变执行器的力学行为存在迟滞、温度依赖、频率依赖等现象，建立的力学模型通常存在一定的误差。磁流变执行器难以避免的力学模型失配不仅会导致控制性能严重偏离初始设计值，还会使系统的稳定性与可靠性难以评估，这在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁流变执行器的闭环控制方法，其特征在于，包括阻尼力/力矩监测系统、切换逻辑模块、模糊控制器、磁流变执行器、执行器控制器和电流驱动器，所述执行器控制器包括切换逻辑模块和模糊控制器；/n所述阻尼力/力矩监测系统用于实时监测所述磁流变执行器当前时刻的实际阻尼力/力矩值，并反馈给所述执行器控制器；所述切换逻辑模块用于根据期望阻尼力/力矩与由阻尼力/力矩监测系统实时监测磁流变执行器实际阻尼力/力矩值的分布关系判断出执行器控制器的控制模式；所述模糊控制器用于根据期望阻尼力/力矩与实际阻尼力/力矩之间的误差通过模糊规则得到对应连续光滑的电流/电压控制增量，并经由所述电流驱动器控制磁流变执行器的阻尼力...

【技术特征摘要】
1.一种磁流变执行器的闭环控制方法，其特征在于，包括阻尼力/力矩监测系统、切换逻辑模块、模糊控制器、磁流变执行器、执行器控制器和电流驱动器，所述执行器控制器包括切换逻辑模块和模糊控制器；
所述阻尼力/力矩监测系统用于实时监测所述磁流变执行器当前时刻的实际阻尼力/力矩值，并反馈给所述执行器控制器；所述切换逻辑模块用于根据期望阻尼力/力矩与由阻尼力/力矩监测系统实时监测磁流变执行器实际阻尼力/力矩值的分布关系判断出执行器控制器的控制模式；所述模糊控制器用于根据期望阻尼力/力矩与实际阻尼力/力矩之间的误差通过模糊规则得到对应连续光滑的电流/电压控制增量，并经由所述电流驱动器控制磁流变执行器的阻尼力/力矩。


2.根据权利要求1所述的一种磁流变执行器的闭环控制方法，其特征在于，所述阻尼力/力矩监测系统用于实时监测磁流变执行器当前时刻的实际阻尼力/力矩值通过实际物理的力/力矩传感器测试系统实现或由虚拟的力/力矩监测系统实现。


3.根据权利要求2所述的一种磁流变执行器的闭环控制方法，其特征在于，所述虚拟的力/力矩监测系统为通过增广状态观测器的方法或具有存储功能的系统辨识模块。


4.根据权利要求1所述的一种磁流变执行器的闭环控制方法，其特征在于，所述切换逻辑模块用于根据期望阻尼力/力矩与由阻尼力/力矩监测系统实时监测磁流变执行器当前时刻实际阻尼力/力矩值的分布关系判断出执行器控制器的控制模式，具体为：
如果期望的阻尼力/力矩与实际的阻尼力/力矩在同一象限，当控制电流时则控制模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小龙，刘鹏，黄晋英，阳保江，李文奇，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14