嵌入式磁流变减振系统技术方案

一种嵌入式磁流变减振系统包括磁流变减振器、若干传感器、信号调理单元、信号处理器、主处理器和可控电流控制器模块。若干传感器采集磁流变减振器的振动信息；每一信号调理单元与一个传感器连接，所述信号调理单元对磁流变减振器的振动信息依次进行放大、滤波和电平转换。信号处理器对信号调理单元的信息进行频谱分析。主处理器处理结合存储在主处理器内的磁流变减振器的控制模型与控制策略对处理单元的信息进行处理。可控电流控制模块根据主处理器的处理结果改变输入磁流变减振器的电流值。本实用新型专利技术数据处理能力强，能很好的衔接硬件平台和软件平台。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种半主动阻尼减振系统，尤其涉及采用磁流变阻尼器来减振的 嵌入式磁流变减振系。
技术介绍
现代航空、航天、国防和电子等新技术的兴起，几乎带动所有工业技术的迅速发 展。例如，汽轮机、水轮机和电机等动力机械，汽车、船舶、飞机等交通运输工具，航天发射 器、武器发射系统、核电站保护装置等国防和武器系统等，都向着高速重载的方向发展，其 振动问题已经日益成设计者们所面临的问题。车辆、飞机、导弹、舰艇以及自动武器通常在 最恶劣的环境中工作，其对减振技术的要求最为迫切。目前，国内市场车辆用减振器一般采用液力减振器(或充气式减振器)和机械调 节方式，普遍存在的问题是“发硬”、“异响”、“漏油”三大难题，且存在结构复杂、响应速度 慢、工作频带窄等缺陷。为了解决上述问题，目前，出现磁流变减振系统。该系统利用磁流变减振器在零磁 场条件下呈现出低粘度的特性，而在强磁场作用下，呈现出高粘度、低流动性的液体特性， 从而，改变阻尼力，实现减振控制，但是，目前的磁流变减振系统都采用单片机或者DSP处 理器，单片机或者DSP处理器的系统内部的资源有限，无法很好地衔接硬件和软件平台，而 且，处理数据能力弱。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种嵌入式磁流变减振系统，该系统能够很好的衔接硬 件和软件平台，而且，数据处理能力强。为解决上述问题，本技术的技术方案是—种嵌入式磁流变减振系统包括磁流变减振器、若干传感器、信号调理单元、信号 处理器、主处理器和可控电流控制器模块。若干传感器采集磁流变减振器的振动信息；每一 信号调理单元与一个传感器连接，所述信号调理单元对磁流变减振器的振动信息依次进行 放大、滤波和电平转换。信号处理器对信号调理单元的信息进行频谱分析、小波变换或冲击 谱分析。主处理器处理结合存储在主处理器内的磁流变减振器的控制模型与控制策略对来 自信号处理器的信息进行处理。可控电流控制模块根据主处理器的处理结果改变输入磁流 变减振器的电流值。可选地，当进行频谱分析不能反映被控对象的振动信息，所述信号处理器对信号 调理单元的信息进行小波分析。可选地，在振动信息中包含冲击载荷时，所述信号处理器对信号调理单元的信息 进行冲击谱分析。可选地，所述主处理器还包括CAN总线模块，该CAN总线模块交换上位机与主处理 器的指令。可选地，所述信号调理单元包括电荷-电压转换电路、信号放大电路、滤波电路及 电平转换电路，电荷_电压转换电路、信号放大电路、滤波电路及电平转换电路依次级联， 电荷-电压转换电路将所述传感器采集的电荷信号转换为电压信号，信号放大电路对电 荷_电压转换电路的信号进行放大，滤波电路将信号中的混频信号消除，电平转换电路对 滤波电路的信号进行电平转换。可选地，所述可控电流控制模块包括电流比较放大电路，放大调整电路和电流取 样电路，所述电流比较放大电路与主处理器连接，所述电流比较放大电路的输出端连接放 大调整电路，所述电流取样电路与放大调整电路连接，所述磁流变减振器连接于电流取样 电路的输出端。与现有技术相比，本技术具有以下优点1、本技术包括数据处理器和主处理器，因此，数据处理能力强，主处理器能够 很好的衔接硬件平台和软件平台，而且，所述传感器采集振动信息后将振动信息传递给信 号调理单元，所述信号调理单元对采集的信号进行滤波、放大和电平转换后传输给信号处 理器，信号处理器对信号进行频谱分析、小波变换或者冲击谱分析后传输给主处理器，主处 理器根据存储在主处理器内的磁流变减振器的控制模型与控制策略对信号处理器的信息 进行处理后对可控电流控制模块输出控制信号。可控电流控制模块根据主处理器的处理结 果改变输入磁流变减振器的电流值，使磁流变减振器中的磁流变液的流动特性发生变化， 从而以百万分之一秒的频率连续不断地调节阻尼力的大小，实现对磁流变减振器的精确控 制，可以用于豪华客车悬架减振技术，同时提升车辆的安全性和可靠性，提高驾驶平顺性， 并使操作更精确、反应更迅速，实现车辆振动状态信息的交换；也可进一步用于飞机、舰艇、 自动武器、军用车辆、土木工程结构及桥梁等的半主动振动控制以及不同振动控制方法的 工程适用性评价。2、主处理器模块包括CAN总线模块，CAN总线模块实现上位机与主处理器之间的 通信，采样的振动信号和被控对象的状态信息可由CAN总线在主处理器以及被控对象其它 电子单元间传输，使得本技术其具有良好的信息交换能力，主处理器具备CAN通讯模 块连接于PC机，实现与基于PC机的DSPACE、Labview等测控系统连接，另外，利用CAN总线 通讯模块可以随时将车辆或其它被控对象振动状态信息发送到监控中心、显示器和远程监 控器，使得主处理器模块能很好的衔接硬件平台。3、所述信号调理单元包括电荷_电压转换电路、信号放大电路、滤波电路及电平 转换电路，这样，使得信号处理器接受的信号不受干扰，保证控制的精度与可靠性。4、所述可控电流控制模块包括电流比较放大电路，放大调整电路，电流取样电路， 这样，这样可以通过上位机控制处理器来改变电流比较放大电路同相输入端的基准值来调 节电流的变化，控制方便、容易。附图说明图1是本技术嵌入式磁流变减振系统的原理框图；图2是本技术嵌入式磁流变减系统的减振器的结构示意图；图3是本技术嵌入式磁流变减振系统的信号调理单元的结构示意图；图4是本技术嵌入式磁流变减振系统的可控电流控制模块的结构示意图。具体实施方式请参阅图1，本实施例中，嵌入式磁流变减振系统包括磁流变减振器1、若干传感 器2、信号调理单元20、信号处理器30、主处理器40和可控电流控制器模块50。该磁流变 减振系统用于控制被控对象7，被控对象7可以是车辆、土木工程结构、桥梁等。请参阅图2，本实施例中，磁流变减振器1包括缸筒8、活塞杆1、活塞3、导向套7、 前后两个密封塞14、9以及前后端盖15、10。活塞杆1是轴线处有一细长线圈引孔2的细 长杆。活塞3中间也设置一个线圈引孔5，它的外侧有三个并排的环形绕线槽13。导向套 7对活塞3起导向作用；前后两个密封塞14、9能够起到很好的密封作用，而前后两个端盖 15、10紧固缸筒8，使之能够承受很大的冲击力。漆包线由活塞杆1中心的线圈引孔2和活 塞3中心的线圈引孔5进入，并从绕线槽4伸出缠绕形成三级电磁线圈，从第三级线圈处返 回线圈引孔5，从而形成闭合回路。密封盖6密封活塞内部的线圈引孔5。活塞3和缸筒8 之间是一环形间隙，磁流变液11充满整个缸筒8内部，只在三级电磁线圈处产生磁流变效 应。当然，本技术的磁流变减振器还可以采用其他类型的磁流变减振器，这里，只是为 了方便后续说明嵌入式磁流变减振系统的工作原理而采用的一种长行程磁流变减振器。所述传感器安装在磁流变减振器1上(图中未示)，在本实施例中，所述传感器包 括位移传感器、速度传感器、加速度传感器和压力传感器。请参阅图1和图3，所述信号调理单元20的数量与传感器2的数量一致，也就是 说，每一信号调理单元20连接有一传感器2。信号调理单元20包括电荷-电压转换电路 201、信号放大电路202、滤波电路203及电平转换电路204。电荷-电压转换电路201、信号 放大电路202、滤波电路203及电平转换电路204依次级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式磁流变减振系统，其特征在于：包括磁流变减振器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、压力传感器、信号调理单元、信号处理器、主处理器和可控电流控制器模块；加速度传感器安装在被控对象上，位移传感器、速度传感器以及压力传感器安装在磁流变减振器上，位移传感器、速度传感器、加速度传感器和压力传感器采集相关被控对象的振动信息；每一信号调理单元与一个传感器连接，所述信号调理单元对磁流变减振器的振动信息依次进行放大、滤波和电平转换；信号处理器对信号调理单元的信息进行频谱分析；主处理器结合存储在主处理器内的磁流变减振器的控制模型与控制策略对信号处理器传输来的信息进行处理；主处理器根据处理结果改变可控电流控制模块输入磁流变减振器的电流值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡红生，王炅，钱苏翔，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：实用新型
国别省市：33