一种磁流变阻尼器的分数阶微分模型.pdfVIP

第 30 卷 第 12 期 仪 器 仪 表 学 报 Vol.30 No. 12 2009 年 12 月 Chinese Journal of Scientific Instrument Dec. 2009 一种磁流变阻尼器的分数阶微分模型* 刘晓梅，徐西鹏，黄宜坚，李洪友 （华侨大学机电学院 厦门 361021 ） 摘 要：对磁流变阻尼器系统建立分数阶微分方程表征其非线性特征，将系统输出位移信号拟合磁流变阻尼器系统分数阶微 分方程，以 4 个参数拟合这一黏弹性系统，其拟合精度明显高于整数阶微分方程。实验和分析表明，微分方程的阶数与磁流 变阻尼器加载的电流有关，加电流时分数阶项阶数较不加电流时明显升高；加电流后分数阶项的阶数随电流强度的增加而增 大；同时电流强度越大，系统惯性力的影响越小，黏、弹性力的影响程度也发生变化，控制电流强度越大，黏性力的影响越 占优势；当磁流变液达到磁饱和时，模型不再随电流强度的变化发生改变。系统的黏弹特性和系统模型参数也受磁流变液性 能和工作条件的影响。 关键词：分数阶微分方程;磁流变阻尼器;磁流变液;系统建模 中图分类号：TP202＋.4 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：460.1520 Fractional differential model of a type of magnetorheological damper Liu Xiaomei, Xu Xipeng, Huang Yijian, Li Hongyou （College of Mechanical Engineering and Automation, Huaqiao University, Xiamen 361021, China ） Abstract ：A fractional differential equation that needs only 4 parameters is matched using displacement signals to describe the nonlinearity of MRF damping system. It is demonstrated that the control currents will exert a significant influence on the order of the fractional system. Compared with the condition where no magnetic field exists, the or- der of the system is higher and increasing with the applied currents, while the influence of the inertia decreases. The visco-elasticity of the system and the parameters of the FOS also depend on the performance of the MRF. Key words ：fractional differential equation; MRF damper; MRF; system modeling 活塞往复运动中速度方向改变时，其力和速度的滞回性能 1 引 言 就变得很复杂；磁流变液的剪切屈服应力除取决于其本身 的特性之外，还依赖于磁场强度。因此，如果采用复杂而 磁流变阻尼器是近年来被普遍关注的一种新型的智 精确的本构方程，再考虑运动和应力边界条件的定解问题， 能半主动振动控制装置，随着其机理研究、材料配制和控 就会使建模和求解变得极为困难。传统的处理方法是应用 制技术的进步，已在汽车座椅和