[发明专利]一种自感知自供电自适应控制磁流变减振系统

权利要求书

1.一种自感知自供电自适应控制磁流变减振系统，由双伸杆磁流变减振器、振动能量采集装置、能量存储及管理模块、状态自感知模块及自适应控制系统组成；其特征在于：所述双伸杆磁流变减振器的活塞缸（4）延伸一部分，在该延伸出的这部分缸体内集成安装振动能量采集装置、能量存储及管理模块、状态自感知模块及自适应控制系统；

所述振动能量采集装置由丝杠（12）、滚珠丝杠固定座A（13）、定子线圈（14）、定子铁心（15）、永久磁钢（16）、转子铁心（17）、滚珠丝杠固定座B （18）、滚珠丝杠机构（19）、电压调节装置（21）及蓄电池（22）组成；所述丝杠（12）与双伸杆磁流变减振器的活塞杆B（8）固定连接，或与活塞杆B（8）直接加工为整体；滚珠丝杠机构（19）装在丝杠（12）前端并位于滚珠丝杠固定座A（13）和滚珠丝杠固定座B（18）围成的空间内，滚珠丝杠固定座A（13）和滚珠丝杠固定座B（18）与活塞缸（4）连接固定；所述转子铁心（17）及永久磁钢（16）固定在滚珠丝杠机构（19）的滚珠部分上，定子铁心（15）及定子线圈（14）围绕在转子铁心（17）及永久磁钢（16）外设置并固定；当磁流变减振器处于振动状态时，磁流变减振器活塞杆B带动丝杠（12）作直线运动，通过滚珠丝杠机构（19），转化为转子铁心（17）及永久磁钢（16）绕定子铁心（15）及定子线圈（14）的旋转切割磁力线运动，从而实现机械能量向电能转换；

所述振动能量存储及管理模块由电压调节装置（21）及蓄电装置（22）组成，电压调节装置（21）及蓄电装置（22）安装在减振器活塞缸（4）延伸部分的底部；振动能量存储及管理模块对振动能量采集装置产生的电能进行存储及管理，实现电能存储，对自适应控制器（23）、力传感器（20）以及励磁线圈（6）供电；电压调节装置（21）根据振动能量采集装置的电压高低改变晶闸管导通角，保持振动能量采集装置输出电压的稳定，同时对电能的整流、滤波、储存及释放进行管理；

所述状态自感知模块由定子线圈（14）、力传感器（20）及信号调理模块（24）组成，所述力传感器（20）固定在滚珠丝杠固定座A(13)、滚珠丝杠固定座B(18)与滚珠丝杠机构（19）之间，信号调理模块（24）安装在活塞缸（4）延伸部分的底部；所述状态自感知模块的定子线圈（14）及信号调理模块（24）根据振动能量采集装置产生信号的波形及滚珠丝杠机构（19）的结构参数，计算磁流变减振器活塞杆B（8）的振动位移和速度，根据力传感器（20）采集减振器活塞杆B上的拉力或压力，实现对磁流变减振器工作状态的感知；

所述自适应控制系统由力传感器（20）、信号调理模块（24）及自适应控制器（23）组成，自适应控制器安装在活塞缸（4）延伸部分的底部，自适应控制器接收力传感器（20）和信号调理模块（24）的信号，当磁流变减振器处于振动状态时，自适应控制系统根据磁流变减振器工作状态调整输入励磁线圈（6）的电流大小，实现阻尼力的调节。

2.根据权利要求1所述的自感知自供电自适应控制磁流变减振系统，其特征在于：所述双伸杆磁流变减振器包括活塞缸（4）、活塞杆A（1）、活塞杆B（8）、活塞（5）、励磁线圈（6）和磁流变液（7）；所述磁流变液（7）装在活塞缸（4）前半部两端由盖板围出的腔体内，活塞杆A（1）、活塞杆B（8）从前半部两端伸进腔体内，两者都与中间的活塞（5）连接，励磁线圈（6）嵌装在活塞（5）外周。

3.根据权利要求1或2所述的自感知自供电自适应控制磁流变减振系统，其特征在于：蓄电装置（22）可以是电容或可充电电池，可实现多于能量的存储，当振动能量采集装置采集的能量不足时，对自适应控制器（23）及励磁线圈（6）供电。

4.根据权利要求3所述的自感知自供电自适应控制磁流变减振系统，其特征在于：所述自适应控制系统采用自适应控制策略实现对磁流变减振器阻尼力大小的调节，所述的自适应控制策略是将输出的磁流变减振器的阻尼力分为小、中、大三级，对应输入励磁线圈的电流为小、中、大，最大电流由励磁线圈的饱和电流确定；根据自感知模块感知的磁流变减振器状态，将位移速度相位空间划分为I、II、III部分，对应控制电流分别为大、中、小。