磁流变弹性体自调谐式吸振器的控制系统研究

摘要

磁流变弹性体是一种流变性能可由磁场控制的新型智能材料。其典型特征是弹性剪切模量可由外加磁场连续调节，此外它还具备其他磁控性能如磁致伸缩、磁控电阻等。这些独特的优点使其在调谐吸振器、可调刚度的悬挂系统和可调阻抗表面等领域有着巨大的应用前景。 本文首先介绍了吸振器的研究和应用概况，并介绍了磁流变弹性体的研究概况。简要介绍了磁流变弹性体吸振器的工作原理和动力特性，概述了控制算法的发展历程。研究了自寻优算法应用于磁流变弹性体吸振器的基本方案。研究了改进后应用于单个和多个磁流变弹性体吸振器的遗传算法的基本方案。编程实现了基于两种控制算法的两套磁流变弹性体吸振器控制系统。根据算法特性，基于简单自寻优算法的吸振器控制系统适用于主系统特性较简单的情况，而基于遗传算法的吸振器控制系统适用于主系统特性较复杂的情况。在固支梁实验平台上应用了两套吸振器控制系统，分析了不同的调节电流方法、遗传算法的输入参数和系统响应时间对控制系统效果的影响：在双层隔振系统实验平台上，将基于遗传算法的控制系统应用于单个吸振器的控制和多个吸振器的联合控制，并分析了遗传算法的输入参数和系统响应时间对控制系统效果的影响。最后以两个吸振器的联合控制系统为例，详细分析了基于遗传算法控制系统在双层隔振系统上的有效性和实用性。

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文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1吸振器的研究应用概况

1.1.1吸振器的研究概况

1.1.2吸振器的应用研究

1.2磁流变弹性体研究概述

1.3磁流变弹性体自调谐式吸振器的研究

1.3.1磁流变弹性体自调谐式吸振器的工作原理

1.3.2吸振器的动力特性

1.4控制算法概述

1.5本文研究目标和内容

第2章磁流变弹性体自调谐式吸振器控制算法

2.1简单自寻优算法

2.2遗传算法

2.2.1基本遗传算法

2.2.2单个吸振器改进遗传算法的实现

2.2.3多个吸振器改进遗传算法的实现

2.3本章小结

第3章磁流变弹性体自调谐式吸振器控制系统的研究

3.1吸振器控制系统的建立

3.1.1吸振器控制系统的控制目标和控制策略

3.1.2吸振器控制系统软硬件实现

3.2控制系统在两端固支梁上的应用

3.2.1简单自寻优算法在固支梁上的应用

3.2.2遗传算法在固支梁上的应用

3.2.3自寻优算法和遗传算法优化结果的比较

3.3控制系统在双层隔振系统实验平台上的应用

3.3.1单个吸振器遗传算法在双层隔振系统实验平台上的应用

3.3.2多个吸振器遗传算法在双层隔振系统实验平台上的应用

3.4本章小结

第4章总结与展望

参考文献

附录 基于遗传算法控制系统部分主要程序

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果