一、电流变流体控制元件的动态仿真(论文文献综述)
李斌[1](2020)在《磁流变液阻尼器复合动力学模型研究》文中指出磁流变液(Magnetorheological Fluid,简称MRF)是一种新型智能材料,主要是由高磁导率、低磁滞性的纳米级铁磁性颗粒和非导磁性液体及表面活性剂混合而成的悬浮体。磁流变液具有特殊的流变特性,能够在磁场作用下瞬间由流体变成半固体,且流变过程可逆。以磁流变液作为介质的磁流变液阻尼器(Magnetorheological fluid damper,简称MFD)具有结构简单、响应快、输出阻尼力范围大且可控、能够适应振动工况大范围复杂变化、对温度不敏感等优点,因此,在高端机械装备半主动振动控制技术领域得到广泛引用。但是,由于磁流变液阻尼器的工作机理较为复杂,受磁滞特性、粘滞特性、电-磁-流-固多场耦合效应等的共同作用,而且其控制特性在外部强迫激励作用下会产生强烈变化,导致国内外对磁流变液阻尼器动力学模型和输出阻尼力模型的认识普遍存在一些不足之处,如精确度,复杂性等问题。本文以直线型磁流变液阻尼器为研究对象,考虑多种复杂因素的影响,采用参数辨识、灵敏度分析和多场耦合有限元分析方法,开展磁流变液阻尼器动力学模型和输出阻尼力模型建立及模型评估研究,揭示各影响因素对其振动控制效果的影响机理。本文的主要研究内容如下:(1)结合直线型磁流变液阻尼器结构特点、工作原理以及磁流变液复杂的非牛顿流体粘滞特性,对国内外磁流变液阻尼器力学模型的理论成果进行归纳分析;在此基础上,以适用性最强的参数化模型中的Bingham模型和非参数化模型中的多项式模型为对象,针对磁流变液的磁滞特性,辨识得到两个模型的主要参数,对两个模型预测磁流变液阻尼器输出阻尼力的能力进行评估;结合两个模型在预测磁流变液阻尼器输出阻尼力方面的优缺点,提出一种融合Bingham模型和多项式模型能力优点的磁流变液阻尼器复合动力学模型,并辨识得到模型的主要参数;最后,结合实验数据,对比三个模型预测磁流变液阻尼器输出阻尼力的水平。(2)针对磁流变液阻尼器的输出阻尼力受磁滞特性、粘滞特性、电-磁-流-固多场耦合效应复杂影响的特点,以输出阻尼力模型为研究对象,采用轨迹灵敏度分析方法,分别建立磁流变液阻尼器单自由度减振系统的输出阻尼力仿真模型和灵敏度分析模型,研究磁流变液阻尼器结构参数、工作参数等七个参数对输出阻尼力影响的贡献度,并对其进行排序,揭示这些参数对输出阻尼力的影响规律。(3)面对磁流变液阻尼器在外界强迫激励较大或其变化率较大时产生的电-磁-流-固多场耦合作用,在深入分析其耦合作用机理基础上,结合研究需要,以耦合作用更为明显的流-固耦合和磁-流耦合为对象,采用能够实现多场耦合直接解析的ADINA有限元分析软件,探究内部流场之间的耦合、流变过程及相互影响关系,构建多场耦合算子,修正磁流变液阻尼器的Bingham-多项式复合动力学模型,研究流-固耦合和磁-流耦合对输出阻尼力的作用机制和影响规律。(4)结合理论及仿真分析工作,采用直线型磁流变液阻尼器作为振动控制元件,搭建单自由度减振系统,开展磁流变液阻尼器数学模型验证实验研究工作,包括基于正弦强迫激励载荷的磁流变液阻尼器数学模型参数辨识实验,考虑电-磁-流-固多场耦合效应影响的磁流变液阻尼器动力学模型评估实验,验证研究工作的准确性。
童炅[2](2019)在《电流变液剪切本构建模及在减振器的应用》文中指出悬架作为连接车轮和车身的唯一装置,是保障车辆的行驶平顺性和操纵稳定性的关键。半主动悬架由于其成本低,较为优越的表现,获得了广泛的关注。半主动悬架的主要研究点有两个:高效且调节范围大的可调减振器的开发和半主动控制算法的研究。目前市场上采用的可调阻尼器均采用阀控阻尼器和磁流变阻尼器,响应时间较长。而受限于电流变液材料的来源,更高效的电流变阻尼器受到关注较小。电流变阻尼器的核心在于电流变液,一种具有可调物理性能和力学特性的智能材料。因此本文就以对电流变液的材料特性研究为基础,完成基于电流变液材料特性的电流变阻尼器的开发,并根据电流变阻尼器和磁流变阻尼器不同的响应特性分析电流变阻尼器的优势。主要内容包括:第一:开发电流变液剪切试验台并试验。根据电流变液的材料特性,参考市场上已有的流变仪,搭建电流变专用剪切试验平台。并完成不同电场强度下电流变液剪切应力-应变试验,尝试建立离散傅立叶形式本构模型。第二:电流变液扫频试验及本构建模。完成电流变液扫频试验,获得电流变液不同频率下所匹配的储能模量与损耗模量,并用分数导数形式改造能同时表达流体特性和固体特性的四元件模型,通过对试验数据的参数拟合,确定最优本构模型,并完成粘度分析和时域的表达。第三:电流变阻尼器的开发、仿真与实物试验。基于电流变液本构特性,完成电流变阻尼器的设计与开发。通过对阻尼通道区域的电场强度均匀性有限元仿真,验证该设计的可行性。建立了基于结构的电流变阻尼器数学模型和Amesim仿真模型,探究阻尼器的施加电压、运动速率对阻尼特性的影响。开发电流变阻尼器样机,并完成阻尼特性的试验。将试验结果与仿真结果对比,为半主动悬架系统建模奠定基础。第四:半主动悬架系统仿真。根据实验数据建立基于经验公式的电流变阻尼器动力学模型。设计天棚控制器和滑模控制器,建立半主动悬架系统。并根据电流变阻尼器和磁流变阻尼器不同响应时间的特性,分析两者阻尼器在不同控制算法下对车辆行驶平顺性、操纵稳定性的影响。结果显示,电流变阻尼器表现效果均优于磁流变阻尼器。滑模控制一定程度上能缓解时延对行驶平顺性带来的影响,但在高频时会恶化操纵稳定性。
曹燕飞[3](2019)在《变刚度微创介入手术连续体机器人研究》文中提出在机器人技术的飞速发展和广泛应用下,传统微创介入手术向着更加微创化、自动化以及智能化的方向发展,机器人辅助微创介入手术应运而生。传统的微创介入手术机器人在结构上具有较好的柔性,但同时也会带来刚度差和强度低等负面影响。微创介入手术机器人若具备变刚度的能力,则意味着其可以更加安全地在人体内进行导航和干预任务,并有效地降低微创介入手术的难度。为了解决微创介入手术机器人的变刚度能力缺失的问题,本文设计了一种面向微创介入手术的变刚度连续体机器人,其弯曲单元可以实现刚度的连续调节,同时也具备推送、旋转和弯曲的基本运动能力。本文首先分析了传统微创介入手术的实施流程及人体主动脉血管的自然环境特征,以此为依据,提出了微创介入手术机器人的基本设计要求。进行了机器人弯曲单元基本结构(CDBM-0)及驱动系统的机械结构设计,同时对机器人系统的总体布局和规划进行了研究。然后,通过对形状记忆合金相变机理的研究,对单向弯曲单元的变刚度方法进行了探索。进行了变刚度装置的结构设计和理论建模研究,包括SMA弹性模量模型、热电模型以及力学模型的推导,并通过有限元仿真对其变刚度能力进行了初步验证。在完成SMA丝的记忆形状设定过程后进行了单向变刚度弯曲单元(CDVSBM-1)的装配,并通过实验对其变刚度能力进行了验证。其次,考虑到单向变刚度弯曲单元(CDVSBM-1)中变刚度方法的局限性,进一步研究了全方向弯曲单元的变刚度方法。设计了一款变刚度形状记忆合金套,完成了该形状记忆合金套的热电模型仿真分析,并通过有限元仿真对其变刚度能力进行了初步验证。而后完成了全方向变刚度弯曲单元(CDVSBM-2)的实物制备,并通过实验对其变刚度能力进行了验证。最后,建立了该机器人在多弯曲单元(CDVSBM-2)串联下的运动学模型,推导了驱动空间、关节空间以及操作空间之间的映射关系,同时对单弯曲单元、两弯曲单元串联、三弯曲单元串联以及直线推送单元协作下的可达工作空间进行了仿真分析。进行了机器人的主从控制方法研究,推导出关节控制运动下的主从映射关系。此外,完成了机器人运动系统的整体架构,包括样机系统的搭建和软件界面的开发,并通过机器人弯曲单元的关节控制运动实验和点位控制运动实验对运动学建模和主从控制方法进行了实验验证。
朱兆鸿,Christian Brecher,Eberhard Abele,Jürgen Fleischer,Friedrich Bleicher[4](2016)在《机床结构应用材料(选译)》文中认为现代机床结构中使用材料的种类非常广泛,从钢材、铸铁到纤维增强复合材料都有使用,还有采用多种材料组合和混合结构的情况,此外融合了传感器和执行器功能的创新智能材料使得功能集成结构得以实现。因此材料的设计和应用反映了关于复杂布局以及机架和部件优化各个方面的自由度。本文介绍了目前机床结构中应用的技术上最先进的材料,评论了相应的科学文献资料,概述并深入探讨了材料的选择以及高性能、高精度、高效率机床的开发。
王建平,温力厚[5](2015)在《基于PID的数控机床电流变减振系统的实时控制》文中研究说明以数控车床为研究对象,利用神经网络与PID控制算法,提出了一种针对数控车床振动的混合控制方法。该方法以电流变流体减振器作为控制器,利用神经网络与PID算法的结合,明显提高了数控车床的减振性能,提高了其加工精度。
吴晓磊[6](2013)在《基于GMM转换器直动式电液伺服阀的机理研究》文中指出流体传动与控制领域中,利用新型功能材料研制高性能的驱动与控制元件,一直是国内外学者的研究热点。超磁致伸缩材料(GMM)作为一种新型的高科技功能材料,具有响应速度快、磁致伸缩应变大、输出力大等诸多优异性能,在流体元件中的应用基础研究尤为引人瞩目。本文基于超磁致伸缩材料,提出了一种自动热补偿式电液伺服阀用GMM转换器,对其进行了理论分析,建立了其静动态数学模型和AMESim仿真模型,仿真结果表明自动热补偿式GMM转换器具有响应快、输出位移和输出力大等特点,其阶跃响应上升时间仅为0.25ms,输出位移为85.4μm,输出力达到991N。以上述自动热补偿式GMM转换器为基础,以提高直动式伺服阀的响应速度、频宽等为目标,提出了基于自动热补偿式GMM转换器的直动式电液伺服阀。采用理论分析、静动态仿真分析、有限元分析和流场仿真分析相结合的方法,对其总体结构、数学模型、内部流道结构以及各项参数等进行了深入的分析和研究,得出了影响其性能的主要因素,得到了各结构参数对其静、动态特性的影响规律以及内部流场的分布规律。研究结果表明,合理选择阀口遮盖量、径向间隙、节流边圆角等可以提高GMM伺服阀的静态特性;合理选择供油压力、径向间隙、等效质量、等效阻尼系数等可以提高GMM伺服阀的动态特性;GMM伺服阀在10MPa供油压力下,输出流量为6.02L/min,阶跃响应上升时间为0.7ms,稳态调整时间为1.2ms,频宽为765Hz。可见,与传统的直动式电液伺服阀相比,基于GMM转换器的直动式电液伺服阀具有响应速度快、频宽高、流量大、稳定性好等特点,能满足高频响、大流量、抗污染能力强等技术要求,可用于航空航天、军事工业、精密位置控制等领域。
曲丽娟[7](2012)在《基于电流变阀的ABS系统仿真研究》文中提出电流变阀是电流变技术在流体控制上的创新成果,结构简单,在外加电场的情况下压差能够快速无级的调节,由于没有阀芯的运动,流体的压力损失小,并且产生的波动小,将它运用到汽车ABS上能极大地提高压力调节装置的响应速度和系统的制动性能。本文从ABS理论出发,设计了基于电流变阀的压力调节装置,对压力调节装置的响应特性及整个ABS系统的制动性能进行了仿真分析,主要工作内容如下:首先,针对现有ABS系统的压力调节装置的不足及电流变技术在流体传动控制中的优势,提出了基于电流变阀的ABS系统方案;基于传统的ABS压力调节装置的结构特征,设计了一个新的基于电流变阀的压力调节装置,并结合该装置的工作特性对其工作介质、高压电源,能源装置进行了分析。其次,根据电流变阀的工作原理,确定了压力调节装置的控制元件电流变阀的结构和几何尺寸;利用ANSYS软件对电流变阀的结构进行了有限元分析,结果表明电流变阀的强度和刚度满足工作要求;利用FLUENT软件对电流变阀的流场进行了分析,结果表明电流阀中电流变液的流动特性与理论分析一致;建立了基于电流变阀的压力调节装置的数学模型,利用MATLAB软件对装置的稳定性和响应特性进行了仿真分析,结果表明该装置具有良好的调压性能。最后,根据车辆结构特点和基于车辆制动效果的研究目的,建立了基于电流变阀的ABS系统的数学模型;根据系统的特性设计了滑模变结构控制器;利用Simulink软件对新的ABS系统进行了建模并对系统的制动性能进行了仿真分析,结果表明所设计的滑模变结构控制器的正确性,基于电流变阀的ABS系统的制动时间和制动距离较传统ABS系统的短,制动压力平稳。
何泽京[8](2011)在《两种电流变控制阀流体动力控制性能比较研究》文中提出随着现代液压控制技术的发展,液压系统逐渐要求联合微机控制实现机电液一体化,且对控制精度和控制动态性能提出更高的要求,利用电流变技术能在电场直接作用下改变表观粘度以实现流量、压力的无级调节等优点,应用其原理的电流变控制阀将成为现代液压技术的一个研究方向。本文采用理论、仿真和实验相结合的研究方法,综合运用流体力学,数值计算方法等相关理论知识,在文献分析和已有研究成果基础上,深入分析电流变阀的控制原理,并对平行平板型电流变控制阀和同心圆柱型电流变控制阀进行结构设计,利用ANSYS对其结构强度和刚度进行验证、利用FLUENT软件对其内部流体动力控制对比分析,最后实验对比分析两种不同类型的电流变控制阀的流体动力控制性能。本文在S.S Zhu对电流变流体的动力传输控制的实验研究基础上,对两种不同类型的电流变控制阀的流体动力控制性能进行对比研究,主要研究工作和创新点如下:第一、基于以往研究分析,从流体力学角度出发,将电流变流体视为Bingham屈服应力流体,分析影响电流变控制阀稳态控制性能的因素;忽略极化作用对电流变流体动力学的影响,对电流变阀的动态性能进行研究;第二、基于相等控制体积法,分别确定平行平板型和同心圆柱型电流变控制阀的几何参数,并利用ANSYS验证两种阀的结构强度和刚度;第三、利用FLUENT验证电流变控制阀内流体二维流动的柱塞流现象,以此为基础对两种电流变控制阀的三维流动进行分析,对比研究在不同的电场强度下两种电流变阀的流体动力控制性能,得出同心圆柱型电流变控制阀流体动力控制性能比平行平板型强;第四、对已有实验装置进行改进,验证了电流变流体的Bingham特性参数,并通过调节外加激励电场,对两种电流变控制阀的流体动力控制性能进行实验对比分析,进一步验证了同心圆柱型电流变控制阀的实际应用优于平行平板型
姜波[9](2009)在《电流变液半主动发动机悬置隔振性能与控制方法研究》文中研究表明本文主要对平行平板式ERF半主动控制式发动机悬置所需的电流变液体研制、建模、动特性仿真分析、控制方法和试验验证等内容展开研究工作。在分析电流变液体组成及电流变效应机理的基础上,研制了三元纳米复合ERF和氧化铝ERF两种电流变液体,借助电流变仪对其流变性进行测试,试验数据证明氧化铝ERF的性能较好基本可以满足实际使用要求。运用键合图理论推导ERF悬置的动态特性表达式,通过调整电场强度、尺寸、性能等参数,研究其对ERF悬置动态特性的影响,并利用试验验证其正确性。搭建发动机和车架的二自由度系统键合图模型及仿真模型,分别采用模糊控制、模糊神经网络控制和模糊小波神经网络控制三种控制方法对系统的隔振特性进行分析,试验数据证实模糊神经网络控制效果最佳,所以采用此控制方法开发了ERF悬置的模糊神经网络单片机控制器。首次建立ERF动力总成悬置系统和发动机悬置系统模拟试验台架的键合图模型及仿真模型,对低频10Hz和怠速两种工况在有控制和无控制时的隔振特性进行仿真分析,通过搭建试验台进行试验的结果表明:ERF动力总成悬置系统在有控制的条件下,对发动机振动的隔离效果有明显的改善。
朱石沙,魏星,陈娜,王启新[10](2008)在《基于软开关技术的电流变高压控制电源的设计及仿真分析》文中提出设计了一款基于软开关技术的高压电源,并进行了仿真分析.该电源由单片机控制,采用平面变压器为系统的升压元件,可提供最高达5000 V的电压输出,且电压连续可调,稳定性也能满足要求.它对实现电流变技术的工程应用有着重要的意义.
二、电流变流体控制元件的动态仿真(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电流变流体控制元件的动态仿真(论文提纲范文)
(1)磁流变液阻尼器复合动力学模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 课题背景 |
1.1.3 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 磁流变液研究现状 |
1.2.2 磁流变液阻尼器工作原理及应用研究现状 |
1.2.3 磁流变液阻尼器动力学模型研究现状 |
1.2.4 磁流变液阻尼器参数对减振效果影响研究现状 |
1.2.5 磁流变液阻尼器多物理场耦合效应研究现状 |
1.3 课题研究的主要内容 |
第2章 磁流变液阻尼器复合动力学模型构建 |
2.1 引言 |
2.2 磁流变液阻尼器经典动力学模型 |
2.2.1 参数化动力学模型 |
2.2.2 非参数化动力学模型 |
2.3 磁流变液阻尼器Bingham模型和多项式模型参数辨识 |
2.3.1 直线型磁流变液阻尼器参数辨识实验设计 |
2.3.2 参数辨识原理 |
2.3.3 Bingham模型参数辨识及评估能力分析 |
2.3.4 多项式模型参数辨识及评估能力分析 |
2.4 复合动力学模型构建 |
2.4.1 复合动力学模型机理分析及其构建 |
2.4.2 动力学模型仿真和实验数据比较 |
2.4.3 复合动力力学模型性能分析 |
2.4.4 复合动力学模型参数拟合及仿真验证 |
2.5 本章小结 |
第3章 磁流变液阻尼器轨迹灵敏度分析 |
3.1 引言 |
3.2 考虑结构及流变特性的磁流变液阻尼器输出阻尼力模型 |
3.2.1 磁流变液本构方程 |
3.2.2 磁流变液阻尼器输出阻尼力产生机理及其力学模型 |
3.2.3 磁流变液剪切应力产生机理及其力学模型 |
3.3 基于单自由度减振系统的磁流变液阻尼器轨迹灵敏度模型 |
3.3.1 磁流变液阻尼器单自由度减振系统及仿真模型 |
3.3.2 单自由度减振系统动力学状态空间描述 |
3.3.3 减振系统轨迹灵敏度方程 |
3.3.4 系数项矩阵及自由项矩阵 |
3.4 基于磁流变液阻尼器的单自由度减振系统灵敏度分析 |
3.4.1 减振系统轨迹灵敏度仿真分析 |
3.4.2 减振系统轨迹灵敏度函数求解 |
3.4.3 减振系统轨迹灵敏度分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 考虑多场耦合效应复合动力学模型修正 |
4.1 引言 |
4.2 多场耦合建模及解析基本理论 |
4.2.1 耦合场有限元分析理论 |
4.2.2 磁流变液阻尼器流-固耦合数学模型 |
4.2.3 磁流变液阻尼器磁-流耦合数学模型 |
4.3 多场耦合有限元模型仿真分析 |
4.3.1 多场耦合仿真模型建立 |
4.3.2 活塞结构体仿真分析 |
4.3.3 磁流变液仿真分析 |
4.3.4 磁流变液阻尼器内部磁场分布 |
4.3.5 磁流变液阻尼器输出阻尼力分析 |
4.4 复合动力学模型修正 |
4.4.1 多场耦合算子 |
4.4.2 多场耦合算子参数辨识 |
4.4.3 基于复合动力学模型的修正验证与比较 |
4.5 本章小结 |
第5章 实验研究 |
5.1 引言 |
5.2 磁流变液阻尼器振动测控系统实验平台 |
5.2.1 实验平台原理介绍 |
5.2.2 实验平台硬件组成 |
5.2.3 测控系统软硬件组成 |
5.2.4 信号滤波处理方法 |
5.2.5 实验方案 |
5.3 磁流变液阻尼器性能测试实验 |
5.3.1 振动幅值对磁流变液阻尼器动态特性的影响 |
5.3.2 振动频率对磁流变液阻尼器动态特性的影响 |
5.3.3 控制电流对磁流变液阻尼器动态特性的影响 |
5.3.4 动力学模型验证与对比分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(2)电流变液剪切本构建模及在减振器的应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的提出 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 电流变液 |
1.2.2 粘弹体力学特性 |
1.2.3 电流变阻尼器 |
1.2.4 半主动悬架控制 |
1.2.4.1 经典控制策略 |
1.2.4.2 现代控制策略 |
1.2.5 悬架性能评价方法 |
1.3 主要研究内容及技术路线 |
第2章 电流变液本构模型研究 |
2.1 电流变液力学特性和本构模型 |
2.1.1 电流变液工作模式 |
2.1.2 电流变液本构模型 |
2.2 剪切试验台原理与构造 |
2.2.1 剪切试验台结构 |
2.2.2 剪切试验台控制与采集系统 |
2.2.3 剪切试验台硬件组成 |
2.3 振荡剪切试验结果分析及本构模型建立 |
2.3.1 剪切试验台关键区域电场强度仿真 |
2.3.2 剪切试验数据转换 |
2.3.3 电流变液试验结果 |
2.3.4 电流变液本构模型建立 |
2.4 本章小结 |
第3章 电流变液分数导数型模型研究 |
3.1 动态扫频试验 |
3.2 经典粘弹性模型 |
3.2.1 二元件模型 |
3.2.1.1 Maxwell模型 |
3.2.1.2 Kelvin模型 |
3.2.2 三元件模型 |
3.2.2.1 标准固体模型 |
3.2.2.2 标准流体模型 |
3.2.3 四元件模型 |
3.3 分数阶粘弹性本构模型 |
3.3.1 分数阶模型A |
3.3.2 分数阶模型B |
3.3.3 分数阶模型C |
3.3.4 分数阶模型D |
3.4 动态粘度 |
3.5 本构模型频域到时域转换 |
3.5.1 Riemann-Liouville型分数导数 |
3.5.2 Grunwald(5)(5)-Letnikov型分数导数 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于特性的阻尼器仿真模型及验证 |
4.1 阻尼器结构设计 |
4.1.1 电流变阻尼器原理 |
4.1.2 阻尼器关键区域设计 |
4.1.2.1 阻尼器活塞组件设计 |
4.1.2.2 阻尼器补偿气室设计 |
4.1.2.3 其余组件设计 |
4.1.2.4 阻尼通道电场仿真 |
4.2 电流变阻尼器数学模型 |
4.2.1 电流变阻尼器流动压强差 |
4.2.1.1 入口出口压强差 |
4.2.1.2 阻尼通道压强差 |
4.2.2 电流变阻尼器阻尼力表达 |
4.3 电流变阻尼器仿真模型结果 |
4.4 阻尼器试验以及与仿真对比 |
4.4.1 电流变阻尼器样件 |
4.4.2 阻尼器试验工况 |
4.4.3 阻尼器试验结果及分析 |
4.4.4 阻尼器试验结果与仿真对比 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于电流变阻尼器的半主动悬架仿真 |
5.1 阻尼器动力学模型 |
5.2 1/4 车辆悬架系统及控制策略 |
5.2.1 半主动悬架模型 |
5.2.2 半主动悬架控制策略 |
5.2.2.1 天棚阻尼控制策略 |
5.2.2.2 基于理想天棚的滑模控制策略 |
5.3 考虑时延的半主动悬架系统仿真 |
5.3.1 凸块路面分析 |
5.3.1.1 路面输入模型 |
5.3.1.2 凸块路面仿真结果及分析 |
5.3.2 起伏路面分析 |
5.3.2.1 路面输入模型 |
5.3.2.2 起伏路面仿真结果及分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 全文总结和展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
(3)变刚度微创介入手术连续体机器人研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
注释表 |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 课题相关技术研究现状 |
1.2.1 微创手术机器人研究现状 |
1.2.2 连续体机器人研究现状 |
1.2.3 变刚度方法研究现状 |
1.3 本文研究内容 |
第二章 变刚度微创介入手术机器人系统的设计 |
2.1 引言 |
2.2 微创介入手术机器人的设计要求 |
2.3 微创介入手术机器人的弯曲单元结构设计 |
2.4 微创介入手术机器人的驱动系统设计 |
2.4.1 绳索驱动单元 |
2.4.2 捻转单元和直线推送单元 |
2.5 微创介入手术机器人系统的集成 |
2.6 本章小结 |
第三章 单向弯曲单元变刚度方法的探索 |
3.1 引言 |
3.2 SMA的相变机理研究 |
3.2.1 SMA的基本特性 |
3.2.2 SMA的本构方程 |
3.3 基于SMA的单向变刚度弯曲单元的结构设计 |
3.4 变刚度装置的理论建模与分析 |
3.4.1 SMA的弹性模量模型建立 |
3.4.2 SMA的热电模型建立 |
3.4.3 变刚度装置的力学模型建立与变刚度能力初步分析 |
3.5 变刚度能力的有限元仿真分析 |
3.5.1 变刚度装置的静态结构分析 |
3.5.2 变刚度弯曲单元的静态结构分析 |
3.6 单向变刚度弯曲单元的实物制备 |
3.6.1 SMA丝的记忆形状设定过程 |
3.6.2 弯曲单元CDVSBM-1 的装配 |
3.7 单向弯曲单元的变刚度能力实验验证 |
3.7.1 SMA丝的形状记忆效应测定实验 |
3.7.2 变刚度装置的变刚度能力评价实验 |
3.7.3 单向弯曲单元的变刚度能力评价实验 |
3.8 本章小结 |
第四章 全方向弯曲单元变刚度方法的探索 |
4.1 引言 |
4.2 基于SMA的全方向变刚度弯曲单元的结构设计 |
4.3 SMA变刚度套的热电模型仿真分析 |
4.4 变刚度能力的有限元仿真分析 |
4.4.1 SMA变刚度套的静态结构分析 |
4.4.2 变刚度弯曲单元的静态结构分析 |
4.5 全方向变刚度弯曲单元的实物制备 |
4.6 全方向弯曲单元的变刚度能力实验验证 |
4.6.1 SMA丝的热电行为测定实验 |
4.6.2 SMA变刚度套的变刚度能力评价实验 |
4.6.3 全向弯曲单元的变刚度能力评价实验 |
4.7 本章小结 |
第五章 变刚度微创介入手术机器人的运动系统研究 |
5.1 引言 |
5.2 微创介入手术连续体机器人的运动学分析 |
5.2.1 机器人正向运动学的分析方法 |
5.2.2 驱动空间向关节空间的映射 |
5.2.3 关节空间向操作空间的映射 |
5.2.4 机器人末端位姿矩阵的正向运动学解算 |
5.2.5 机器人可达工作空间的仿真分析 |
5.3 微创介入手术机器人的主从控制方法 |
5.3.1 主从控制方式的确定 |
5.3.2 主从映射方法的分析 |
5.4 变刚度微创介入手术机器人的样机系统搭建 |
5.4.1 硬件部分的搭建 |
5.4.2 软件部分的搭建 |
5.5 微创介入手术机器人的运动实验 |
5.5.1 弯曲单元的关节控制运动实验 |
5.5.2 弯曲单元的点位控制运动实验 |
5.6 总结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 研究内容总结 |
6.2 后续研究内容展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(4)机床结构应用材料(选译)(论文提纲范文)
1 简介 |
2 材料、特点及应用 |
2.1 钢材、铸铁和金属材料 |
2.2 天然石材和陶瓷 |
2.3 聚合物混凝土/矿物铸件 |
2.4 金属泡沫、多孔和多孔材料 |
2.5 纤维增强复合材料 |
2.6 材料组合、混合结构 |
2.7 比较研究 |
3 结构布置和优化方法 |
3.1 仿真方法 |
3.2 模态分析/工作模态分析 |
3.3 结构优化 |
4 智能材料和结构 |
4.1 形状记忆合金 |
4.2 压电陶瓷 |
4.3 磁致伸缩材料 |
4.4 电和磁流变流体 |
4.5 集成传感器和执行器的材料与结构 |
5 结论 |
(5)基于PID的数控机床电流变减振系统的实时控制(论文提纲范文)
0 引言 |
1 数控机床减振要求 |
2 隔振系统动力学模型 |
3 神经网络PID控制器的设计 |
3.1 PID控制器的基本原理及实现 |
3.2 BP神经网络 |
4 仿真结果 |
5 结束语 |
(6)基于GMM转换器直动式电液伺服阀的机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 电液伺服阀概述 |
1.1.1 电液伺服阀的组成及分类 |
1.1.2 电液伺服阀的研究现状 |
1.2 超磁致伸缩材料概述 |
1.2.1 超磁致伸缩材料的优异性能 |
1.2.2 超磁致伸缩材料的工作特性 |
1.2.3 国内外应用研究现状 |
1.3 课题研究意义及研究内容 |
1.3.1 课题研究意义 |
1.3.2 课题研究难点 |
1.3.3 课题研究内容 |
2 伺服阀用GMM转换器的结构设计与分析 |
2.1 GMM转换器的总体结构及工作原理 |
2.2 GMM转换器的结构设计 |
2.2.1 GMM棒的设计 |
2.2.2 电磁结构的设计 |
2.2.3 热补偿机构的设计 |
2.2.4 预压力机构的设计 |
2.3 GMM转换器的数学模型 |
2.3.1 静态模型 |
2.3.2 动态模型 |
2.4 GMM转换器的动态特性仿真分析 |
2.4.1 仿真模型的建立 |
2.4.2 仿真结果及分析 |
2.5 本章小结 |
3 GMM直动式电液伺服阀的结构设计与有限元分析 |
3.1 GMM直动式电液伺服阀的结构原理 |
3.2 GMM直动式电液伺服阀特性分析 |
3.2.1 滑阀的静态特性 |
3.2.2 滑阀的驱动力 |
3.2.3 滑阀的功率和效率 |
3.3 GMM直动式电液伺服阀参数设计 |
3.3.1 GMM转换器的参数设计 |
3.3.2 滑阀的参数设计 |
3.3.3 GMM直动式伺服阀结构参数的选择 |
3.4 关键零部件有限元分析 |
3.4.1 GMM棒 |
3.4.2 滑阀阀芯 |
3.4.3 输出杆 |
3.5 本章小结 |
4 GMM直动式电液伺服阀的建模与仿真 |
4.1 GMM直动式电液伺服阀的数学模型 |
4.1.1 GMM转换器数学模型 |
4.1.2 阀芯运动模型 |
4.1.3 滑阀压力流量模型 |
4.1.4 GMM直动式电液伺服阀输出流量方程 |
4.2 GMM直动式电液伺服阀的静态特性仿真分析 |
4.2.1 静态仿真模型的建立 |
4.2.2 静态仿真结果及分析 |
4.3 GMM直动式电液伺服阀的动态特性仿真分析 |
4.3.1 动态仿真模型的建立 |
4.3.2 动态仿真结果及分析 |
4.4 本章小结 |
5 GMM直动式电液伺服阀的流场建模与仿真 |
5.1 基本控制方程 |
5.2 GMM伺服阀的流场建模 |
5.2.1 几何建模 |
5.2.2 网格划分 |
5.2.3 边界条件 |
5.3 三维流场仿真结果与分析 |
5.3.1 收敛性分析 |
5.3.2 压力场分析 |
5.3.3 速度场分析 |
5.3.4 湍动能和涡流分析 |
5.4 不同开口度下的流场仿真结果与分析 |
5.4.1 不同开口度下的压力场分析 |
5.4.2 不同开口度下的速度场分析 |
5.4.3 不同开口度下的湍动能和涡流分析 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(7)基于电流变阀的ABS系统仿真研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究动态 |
1.2.1 电流变技术 |
1.2.2 电流变阀的研究动态 |
1.2.3 电流变技术在汽车上的应用研究 |
1.2.4 ABS 的研究动态 |
1.3 本文的主要研究内容 |
第2章 基于电流变阀的 ABS 设计方案 |
2.1 基于电磁阀的 ABS 结构组成及工作过程分析 |
2.1.1 基于电磁阀的 ABS 结构组成 |
2.1.2 ABS 工作过程分析 |
2.2 基于电流变阀的 ABS 设计方案 |
2.2.1 基于电流变阀的压力调节装置的组成及工作原理 |
2.2.2 工作介质 |
2.2.3 高压电源 |
2.2.4 能源装置 |
2.3 本章小结 |
第3章 基于电流变阀的压力调节装置的理论分析 |
3.1 电流变阀的工作机理 |
3.1.1 电流变效应 |
3.1.2 电流变阀的控制方程 |
3.2 电流变阀的结构设计与分析 |
3.2.1 电流变阀的结构设计 |
3.2.2 电流变阀的有限元分析 |
3.2.3 电流变阀的流场分析 |
3.4 基于电流变阀的压力调节装置的理论模型 |
3.4.1 电流变阀桥式回路的控制方程 |
3.4.2 液压增压器的控制方程 |
3.5 基于电流变阀的压力调节装置的性能分析 |
3.5.1 系统的稳定性分析 |
3.5.2 系统的响应特性分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于电流变阀的 ABS 制动性能的仿真分析 |
4.1 车辆系统动力学模型 |
4.2 轮胎及路面附着力模型 |
4.3 液压制动系统模型 |
4.4 制动器模型 |
4.5 滑模变结构控制器设计 |
4.6 基于电流变阀的 ABS 系统的 simulink 模型及仿真分析 |
4.6.1 系统的仿真框图 |
4.6.2 仿真结果分析 |
4.7 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 本文工作总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文目录 |
(8)两种电流变控制阀流体动力控制性能比较研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 电流变技术概述 |
1.1.1 电流变效应机理分析 |
1.1.2 电流变流体的组成及性能要求 |
1.2 电流变技术的工程应用 |
1.2.1 电流变技术在工程中的应用 |
1.2.2 电流变控制阀在液压控制中的应用 |
1.3 本课题的研究依据及内容 |
第二章 电流变控制阀理论分析 |
2.1 电流变控制阀稳态性能分析 |
2.1.1 电流变流体本构模型描述 |
2.1.2 电流变控制阀内部流道稳态分析 |
2.1.3 电流变稳态特性的影响因素研究 |
2.2 电流变控制阀的动态性能分析 |
2.2.1 电流变控制阀在恒定压差的作用下突加电场的动力学响应 |
2.2.2 电流变控制阀在恒定电场的作用下突加压差的动力学响应 |
2.3 本章小结 |
第三章 电流变控制阀结构设计分析 |
3.1 电流变控制阀的结构设计 |
3.1.1 电流变控制阀设计原理 |
3.1.2 平行平板型电流变控制阀的结构设计 |
3.1.3 同心圆柱型电流变控制阀的结构设计 |
3.2 电流变控制阀结构有限元分析 |
3.2.1 平行平板型电流变控制阀结构有限元分析 |
3.2.2 同心圆柱型电流变控制阀结构有限元分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 电流变控制阀内流变分析 |
4.1 CFD 相关概念与术语 |
4.1.1 计算流体力学数值计算方法概述 |
4.1.2 FLUENT 软件介绍 |
4.2 电流变控制阀内部流场分析 |
4.2.1 电流变控制阀内部流场二维分析 |
4.2.2 两种电流变控制阀流量控制性能对比分析 |
4.2.3 两种电流变控制阀压力控制性能对比分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 电流变控制阀实验及结果分析 |
5.1 电流变控制阀实验系统 |
5.1.1 概述 |
5.1.2 电流变控制阀实验系统 |
5.2 实验内容及实验结果分析 |
5.2.1 电流变流体物理模型参数测定 |
5.2.2 两种电流变控制阀流量控制性能实验对比 |
5.2.3 两种电流变控制阀压力控制性能实验对比 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文工作总结 |
6.2 本文主要创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果 |
(9)电流变液半主动发动机悬置隔振性能与控制方法研究(论文提纲范文)
提要 |
第1章 绪论 |
1.1 本文研究的背景及意义 |
1.2 发动机悬置的特性及分类介绍 |
1.2.1 发动机悬置的理想特性 |
1.2.2 被动式发动机悬置 |
1.2.3 可控制式发动机悬置 |
1.3 电流变技术的发展 |
1.3.1 电流变液体的发展 |
1.3.2 电流变技术在工程上的应用 |
1.4 ERF发动机悬置的研究现状 |
1.4.1 国外的研究现状 |
1.4.2 国内的研究现状 |
1.5 振动控制理论及方法研究 |
1.5.1 振动的半主动控制和主动控制 |
1.5.2 振动控制方法 |
1.6 本文研究的主要内容 |
第2章 电流变液体的研制和性能分析 |
2.1 电流变液体概述 |
2.2 电流变效应的机理 |
2.2.1 纤维化机理 |
2.2.2 双电层极化理论 |
2.2.3 水胶理论 |
2.2.4 介电粒子极化理论 |
2.3 粒子极化后液体抗剪屈服应力的计算 |
2.4 电流变液体的力学特性分析 |
2.4.1 电流变液体的力学模型 |
2.4.2 平行极板间电流变液体的力学性能 |
2.5 ERF的制备和流变学性能测试及分析 |
2.5.1 三元纳米复合ERF的制备 |
2.5.2 ERF的流变学性能测试仪器 |
2.5.3 三元纳米复合ERF的流变学性能测试结果分析 |
2.5.4 氧化铝ERF的配制 |
2.5.5 氧化铝ERF的流变学性能测试结果分析 |
2.6 两种ERF的力学性能比较 |
2.7 本章小结 |
第3章 ERF发动机悬置的设计、建模及动特性分析 |
3.1 典型的ERF发动机悬置的结构及工作原理 |
3.2 ERF发动机悬置的设计 |
3.2.1 阻尼组件的设计 |
3.2.2 ERF发动机悬置结构图 |
3.3 键合图建模方法介绍 |
3.3.1 键合图的广义变量 |
3.3.2 键合图的基本元件 |
3.3.3 键合图的建模方法 |
3.4 ERF悬置的物理模型 |
3.5 ERF发动机悬置的键合图模型的建立 |
3.6 ERF发动机悬置的动特性仿真分析 |
3.6.1 仿真基本参数 |
3.6.2 改变参数值对悬置动特性的影响 |
3.7 ERF发动机悬置样件的试验研究 |
3.7.1 测试仪器 |
3.7.2 动特性试验结果分析 |
3.8 本章小结 |
第4章 ERF发动机悬置的控制方法研究 |
4.1 二自由度ERF悬置的数学模型 |
4.1.1 二自由度ERF悬置系统的力学模型 |
4.1.2 二自由度ERF悬置系统键合图模型的建立 |
4.1.3 仿真模型的建立 |
4.2 ERF发动机悬置的模糊控制 |
4.2.1 模糊控制的基本原理 |
4.2.2 电流变液发动机悬置的模糊控制仿真 |
4.2.3 仿真结果分析 |
4.3 ERF悬置的模糊神经网络控制 |
4.3.1 Takagi-Sugeno模型的模糊系统 |
4.3.2 Takagi-Sugeno模型模糊神经网络系统的结构 |
4.3.3 Takagi-Sugeno模型模糊神经网络的学习算法 |
4.3.4 仿真结果分析 |
4.4 ERF悬置的模糊小波神经网络控制 |
4.4.1 小波分析的基础 |
4.4.2 模糊小波神经网络模型 |
4.4.3 仿真结果 |
4.5 控制方法的比较 |
4.6 本章小结 |
第5章 ERF发动机悬置单片机控制器的开发 |
5.1 引言 |
5.2 单片机模糊神经网络控制器的系统功能及组成 |
5.2.1 单片机模糊神经网络控制器的系统功能 |
5.2.2 单片机类型的确定及其功能概述 |
5.2.3 AVR单片机的开发工具 |
5.3 ATmega16L单片机介绍 |
5.3.1 ATmega16L单片机引脚 |
5.3.2 ATmega16L单片机的总体结构 |
5.3.3 ATmega16L单片机的中央处理器 |
5.4 ERF悬置单片机控制器的硬件开发 |
5.4.1 ERF悬置单片机控制器的硬件系统组成 |
5.4.2 ERF悬置单片机控制器芯片的扩展 |
5.4.3 ERF悬置单片机控制器的前向通道设计 |
5.4.4 ERF悬置单片机控制器的后向通道设计 |
5.4.5 ERF悬置单片机控制器程序下载接口模块 |
5.5 ERF悬置单片机控制器的软件开发 |
5.5.1 主控制程序 |
5.5.2 模糊神经推理子程序 |
5.6 本章小结 |
第6章 ERF悬置系统仿真分析及硬件在环试验 |
6.1 ERF动力总成悬置系统模型分析 |
6.2 ERF动力总成悬置系统的数学模型 |
6.2.1 ERF动力总成悬置系统键合图模型的建立 |
6.2.2 ERF动力总成悬置系统的仿真模型 |
6.2.3 仿真结果分析 |
6.3 ERF动力总成悬置系统的试验研究 |
6.3.1 试验台结构及工作原理 |
6.3.2 试验仪器 |
6.3.3 试验步骤 |
6.3.4 试验结果分析 |
6.4 本章小结 |
第7章 全文总结和展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士期间发表的学术论文及科研成果 |
致谢 |
摘要 |
Abstract |
(10)基于软开关技术的电流变高压控制电源的设计及仿真分析(论文提纲范文)
1 系统的总体结构及其工作原理 |
2 技术要点 |
2.1 软开关控制方式 |
2.2 高频变压器 |
2.3 辅助放电电路 |
2.4 采样反馈电路 |
3 系统仿真分析 |
4 结 论 |
四、电流变流体控制元件的动态仿真(论文参考文献)
- [1]磁流变液阻尼器复合动力学模型研究[D]. 李斌. 燕山大学, 2020
- [2]电流变液剪切本构建模及在减振器的应用[D]. 童炅. 吉林大学, 2019(11)
- [3]变刚度微创介入手术连续体机器人研究[D]. 曹燕飞. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [4]机床结构应用材料(选译)[J]. 朱兆鸿,Christian Brecher,Eberhard Abele,Jürgen Fleischer,Friedrich Bleicher. 机械, 2016(S1)
- [5]基于PID的数控机床电流变减振系统的实时控制[J]. 王建平,温力厚. 机电产品开发与创新, 2015(03)
- [6]基于GMM转换器直动式电液伺服阀的机理研究[D]. 吴晓磊. 安徽理工大学, 2013(06)
- [7]基于电流变阀的ABS系统仿真研究[D]. 曲丽娟. 湘潭大学, 2012(01)
- [8]两种电流变控制阀流体动力控制性能比较研究[D]. 何泽京. 湘潭大学, 2011(05)
- [9]电流变液半主动发动机悬置隔振性能与控制方法研究[D]. 姜波. 吉林大学, 2009(08)
- [10]基于软开关技术的电流变高压控制电源的设计及仿真分析[J]. 朱石沙,魏星,陈娜,王启新. 湘潭大学自然科学学报, 2008(04)