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《第六届全国电磁流变液及其应用学术会议程序册及论文摘要集》2011年
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磁流变器件的自供能与自传感原理及关键技术

王代华  
【摘要】:磁流变(Magnetorheological,MR)液作为一种场致流体,或者称为智能流体,已被用以开发各种可控制器件,包括MR阻尼器、MR阀、MR刹车、MR离合器、MR悬置等。由于MR器件的输出特性可以通过外部电流连续可控,因此被用于构成各种半主动控制系统。以MR阻尼器为例,基于MR阻尼器的半主动振动控制系统根据传感器监测得到的被控对象的动态响应,由半主动控制器产生驱动电流改变阻尼器的阻尼力实施被控对象的控制。因此,为了实现半主动振动控制,获取被控对象的动态响应(如相对位移、相对速度或相对加速度)是前提。目前,为实现半主动控制提供反馈信息的动态传感器与MR阻尼器采用分离配置方式,存在如下问题:系统更复杂,安装空间更大,系统成本增高,重量增加,系统可靠性降低。除此之外,MR阻尼器本身的驱动以及为实现MR阻尼器控制必须的传感器及控制器均需要外部能源,这在某些已经采用被动器件的系统中应用是不太可能的。到目前为止,MR阻尼器的阻尼可控制特性以及采用MR阻尼器可以改善系统的性能方面已得到认同。但是要充分发挥MR阻尼器的阻尼可控特性,必须像主动系统一样需要额外的传感器及控制器系统以及相应的供能系统,使其应用成本居高不下。因此,需要用基于MR器件的系统取代传统的被动系统仍然面临极大的挑战。对于基于MR阻尼器的半主动悬架系统,如何降低系统成本、提高系统可靠性、减少对外部供能系统的需求将是迫切需要解决的问题。可以这样说,MR器件的高额应用成本(相对于被动系统)及其对外部供能系统的依赖是其走向市场的瓶颈。为了解决上述问题,包括本人在内的一些学者已经开始研究MR器件的自供能与自传感原理及关键技术,并在一些方面取得较大进展。本报告将在综述国际上在MR器件的自供能与自传感原理及关键技术方面研究的最新进展的基础上,介绍本人及其团队在这一方面所做的一些探索性工作,并对未来在该领域的研究工作做些展望。

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