http://www.paper.edu.cn
- 1 -
中国科技论文在线
磁流变阻尼器自适应逆控制
#
王唯
1
,夏品奇
2*
基金项目:教育部博士点基金(20093219120047),南京理工大学自主科研专项基金(2010GJPY033)
作者简介:王唯,(1979-),博士,讲师,研究方向:动力学与控制. E-mail: middlestation@163.com
(1. 南京理工大学,瞬态物理重点实验室,南京 210094;
2. 南京航空航天大学,航空宇航学院,南京 210016) 5
摘要:针对磁流变阻尼器修正现象模型中使用固定不变的最小二乘等效力拟合,在变化的工
作环境中容易引起系统误差的问题。本文使用神经网络建立了磁流变阻尼器的自适应控制模
型并进行了数值仿真。进一步通过设置合理的期望阻尼力,运用自适应逆控制方法对磁流变
阻尼器的阻尼特性进行了修正。分析和仿真结果表明,本文建立的自适应控制模型精度较高。
使用自适应逆控制可以修改磁流变阻尼器的阻尼特性为任意合理模型。 10
关键词:飞行器设计;磁流变阻尼器;自适应控制;神经网络
中图分类号:V214.9
Adaptive inverse control of magneto-rheological damper
WANG Wei
1
, XIA Pinqi
2
15
(1. Science and Technology on Transient Physics Laboratory, Nanjing University of Science and
Technology, NanJing 210094;
2. College of Aerospace Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,
NanJing 210016)
Abstract: to fix the error introduce by LMS force which occur in variational working condition, an 20
adaptive model of magneto-rheological (MR) damper is presented in this paper. Based on a
appropriate damping function, the damping characteristic of MR damper can be controlled by
using the adaptive inverse control method. The numerical results indicate that the control precision
of adaptive model of magneto-rheological damper is better than phenomenon model and the
adaptive control method can adjust the property of MR damper to a desired function.
25
Keywords:aircraft design; magnetorheological damper; adaptive inverse control; neural network
0 引言
磁流变液在磁场作用下能在毫秒级的时间内由液体变成类固体状态,这个过程中维持磁
场的能耗低而流变材料表观粘度的增加显著。由磁流变液材料制成的阻尼器在外界激励下具30
有能耗低、阻尼力连续可调的特点,是振动控制及稳定性控制的理想元件。
目前常见的磁流变阻尼器输出阻尼力预测模型有宾汉模型、修正的宾汉模型
[1]
和
Bouc-Wen 模型
[2][3]
此外还有利用神经网络
[4]
以及多项式拟合
[5]
等方法。本文作者提出了如式
错误!未找到引用源。所示新模型
[6]
。公式错误!未找到引用源。a 是修正的 Bouc-Wen 模
型,它只与激励有关;公式错误!未找到引用源。b 表达了不同控制电流下磁流变阻尼器输35
出阻尼力之间的关系, (1,2)
i
Fi= 是已知不同控制状态下的输出阻尼力,
3
F 是待求控制状态
下的输出阻尼力,
1
F 和
2
F 是已知控制状态下的最小二乘等效力
[6]
,
3
()FI是待求状态的最小
二乘等效力与控制电流
I 的关系。错误!未找到引用源。式的新模型没有引入 Bouc-Wen 方
程参数随控制量线性变化的假设,预测准确,控制电学量不影响 Bouc-Wen 方程参数,使用
方便。 40
在磁流变阻尼器的控制方法上,使用较多的是“On-Off”控制
[7]
、神经网络控制
[8]
和模
糊控制等。这些控制方法都是针对结构的振动控制提出的。如果把磁流变阻尼器作为一个单