半主动闭环控制系统设计开题报告
1 开题依据 1
1.1课题背景 1
2.2课题内容 1
2.3课题意义 1
2 文献综述 1
2.1磁流变液的力学特性 1
2.2磁流变液的力学模型 2
2.3磁流变液阻尼器的应用实例 3
2.4梁的弯曲振动 3
2.5控制系统分类 5
3方案论证 7
4毕业设计内容 8
5工作进度安排 13
6参考文献 14，21013
1 课题介绍
1.1 课题背景
磁流变液最早是美国学者Jacob Rabinow[1]在1948年研究成功的，它由硅油和均匀分散于其中的微小磁性颗粒组成。通过外界的强磁场作用，磁流变液能够从自由流动的牛顿液体转变为具有一定屈服强度的粘塑性体，撤去磁场后又恢复成液态[2]。磁流变液阻尼器则是利用磁流变液这种优良特性制成的新型振动控制装置，在桥梁、机械制造、建筑等振动控制领域展现出良好的应用前景。
1.2课题内容 论文网
在现有的磁流变液阻尼器的基础上，建立悬臂梁的振动力学模型和半主动控制系统，测试磁流变液阻尼器在闭环半主动控制中的各项性能参数，分析整理数据后，进一步完善整个模型和半主动控制系统。
1.3课题意义
磁流变阻尼器是一种出力大，响应快，耗能低，具有广阔应用前景的智能阻尼器，用于半主动控制时，因其自动适应外界环境荷载的能力而可以显著地改善结构的抗震性能[3]。磁流变液阻尼器是最近发展迅猛的一种新型减振阻尼器，因为磁流变液的特殊流变效应，使得磁流变液阻尼器归为一种特殊的控制方法一半主动控制方法。通过改变输入磁流变液阻尼器的电流的大小，可以改变磁流变液阻尼器的减振特性，当没有施加电流或施加全额电流的时候，此时的磁流变液阻尼器就相当于一个被动阻尼器;当输入的电流介于0和最大值之间的时候，就相当于主动控制，所以这种介于被动和主动之间的方法也被称为半主动控制方法。
同时磁流变液阻尼器还具有体积小，出力大，可与计算机连接实行实时控制的优点，被认为是最有前途的新型阻尼器。
2 文献综述
3 方案论证
本课题悬臂梁长度50cm宽5cm厚度3cm的长方体不锈钢。所阻尼器采用的工作介质为MRF-J01T型磁流变液，阻尼器的活塞和缸筒的材料为20#钢。即本课题采用的磁流变液阻尼器为已给定的活塞式阻尼器。因此本次论证的主要内容为采用何种控制系统。主要以下几个方案：
（1）主动控制 主动控制的优点是对环境变化具有很好的适应性和很好的控制效果，但控制成本很高，目前只是作为一个研究方向，并没有太多的工程应用实例。对于本课题主动控制的优势显然不足，因此不采纳。
（2）被动控制 被动控制因其构造简单，造价低，易于文护且无需外界能源支持等优点而引起了广泛的关注，并成为当前应用开发的热点。许多被动控制技术己日趋成熟，并已在实际工程中应用。而本科题对于悬臂梁振动力学模型的减震时，被动控制也不能很好满足需求，因此也不采纳。
（3）半主动控制 半主动控制是利用控制机构来主动调节结构内部的参数，使结构参数处于最优状态，所需的外部能量比控制力型小得多。比起控制力型主动控制，结构性能可变型主动控制更容易实施而且更为经济，而控制效果又与前者相近，因此结构性能可变型主动控制目前具有更大的研究和应用价值。结构性能可变型主动控制往往采用开关控制或称“0-1”控制，通过开关改变控制器的工作状态，从而改变结构的动力特性。相比主动控制与被动控制，半主动控制很好的满足了课题关于控制系统的要求因此可采纳。
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