CN114658789B - 磁流变阻尼器的控制方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

磁流变阻尼器的控制方法、装置、设备及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁流变阻尼器的控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质，考虑到当双层减振***发生共振时，在很短的时间内能够产生极大的位移和加速度变化，具体表现为运动参数的传递幅值在***固有频率附近有一个大的增幅，因此本申请首先计算出双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值，并结合预设阈值判定双层减振***是否处于共振状态，从而在共振状态下通过提升双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流来抑制共振，有利于提升设备寿命并提升用户体验。

Description

磁流变阻尼器的控制方法、装置、设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及双层减振***领域，特别是涉及一种磁流变阻尼器的控制方法，本发明还涉及一种磁流变阻尼器的控制装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
为了抑制目标设备的振动情况，通常可以采用双层减振***对目标设备的减振***进行模拟并进行抗振分析，请参考图2，图2为一种双层减振***的结构示意图，双层减振***包括减振平台和隔振台，磁流变阻尼器置于减振平台和隔振台之间，减振平台与隔振台之间、外界激励源与隔振台之间均有弹簧连接，此外隔振台与激励源处还存在定阻尼元件，双层减振***可以满足轮-车结构以及磁悬浮列车等设备的等效要求。
通过双层减振***对目标设备共振强度的抑制是一个重要的研究课题，考虑到某些设备由于质量刚度未知，因此其共振频率范围也是未知的，现有技术中缺少对于这种设备共振强度的抑制研究，导致该类(共振频率范围未知的)设备在受共振影响时会引发强烈振动，不仅降低了设备寿命而且还会影响用户体验。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁流变阻尼器的控制方法，首先计算出双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值，并结合预设阈值判定双层减振***是否处于共振状态，从而在共振状态下通过提升双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流来抑制共振，有利于提升设备寿命并提升用户体验；本发明的另一目的是提供一种磁流变阻尼器的控制装置、设备及计算机可读存储介质，首先计算出双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值，并结合预设阈值判定双层减振***是否处于共振状态，从而在共振状态下通过提升双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流来抑制共振，有利于提升设备寿命并提升用户体验。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种磁流变阻尼器的控制方法，包括：
获取双层减振***中激励以及减振平台各自的振动信号；
根据所述振动信号计算所述双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值；
判断所述目标运动参数的传递幅值是否大于预设阈值；
若大于，则判定所述双层减振***处于共振状态并提升所述双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流以抑制共振。
优选地，所述目标运动参数包括位移以及加速度。
优选地，所述根据所述振动信号计算所述双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值具体为：
根据所述振动信号确定出所述激励以及所述减振平台各自的位移与加速度；
根据所述激励以及所述减振平台各自的位移与加速度，通过位移传递幅值表达式以及加速度传递幅值表达式计算所述双层减振***当前的位移传递幅值以及加速度传递幅值。
优选地，所述位移传递幅值表达式为：
所述加速度传递幅值表达式为：
其中，My为位移传递幅值，y1为所述减振平台的位移，y0为所述激励的位移，为所述加速度传递幅值，/>为所述减振平台的加速度，/>为所述激励的加速度。
优选地，所述判断所述目标运动参数的传递幅值是否大于预设阈值具体为：
判断所述位移传递幅值以及所述加速度传递幅值是否均大于相应的预设阈值；
若均大于，则判定所述目标运动参数的传递幅值大于预设阈值。
优选地，所述判断所述目标运动参数的传递幅值是否大于预设阈值之后，该磁流变阻尼器的控制方法还包括：
若大于，则控制提示器提示所述双层减振***处于共振状态。
优选地，所述提示器为语音播报器。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种磁流变阻尼器的控制装置，包括：
获取模块，用于获取双层减振***中激励以及减振平台各自的振动信号；
计算模块，用于根据所述振动信号计算所述双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值；
判断模块，用于判断所述目标运动参数的传递幅值是否大于预设阈值，若大于，则触发执行模块；
所述执行模块，用于判定所述双层减振***处于共振状态并提升所述双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流以抑制共振。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种磁流变阻尼器的控制设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述磁流变阻尼器的控制方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述磁流变阻尼器的控制方法的步骤。
本发明提供了一种磁流变阻尼器的控制方法，考虑到当双层减振***发生共振时，在很短的时间内能够产生极大的位移和加速度变化，具体表现为运动参数的传递幅值在***固有频率附近有一个大的增幅，因此本申请首先计算出双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值，并结合预设阈值判定双层减振***是否处于共振状态，从而在共振状态下通过提升双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流来抑制共振，有利于提升设备寿命并提升用户体验。
本发明还提供了一种磁流变阻尼器的控制装置、设备及计算机可读存储介质，具有如上磁流变阻尼器的控制方法相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种磁流变阻尼器的控制方法的流程示意图；
图2为一种双层减振***的结构示意图；
图3为本发明提供的一种双层减振***的位移传递幅值控制效果曲线；
图4为本发明提供的一种双层减振***的加速度传递幅值控制效果曲线；
图5为本发明提供的一种磁流变阻尼器的控制装置的结构示意图；
图6为本发明提供的一种磁流变阻尼器的控制设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种磁流变阻尼器的控制方法，首先计算出双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值，并结合预设阈值判定双层减振***是否处于共振状态，从而在共振状态下通过提升双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流来抑制共振，有利于提升设备寿命并提升用户体验；本发明的另一核心是提供一种磁流变阻尼器的控制装置、设备及计算机可读存储介质，首先计算出双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值，并结合预设阈值判定双层减振***是否处于共振状态，从而在共振状态下通过提升双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流来抑制共振，有利于提升设备寿命并提升用户体验。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明提供的一种磁流变阻尼器的控制方法的流程示意图，该磁流变阻尼器的控制方法包括：
S101：获取双层减振***中激励以及减振平台各自的振动信号；
具体的，考虑到如上背景技术中的技术问题，又结合考虑到当双层减振***发生共振时，在很短的时间内能够产生极大的运动参数的变化，具体表现为运动参数的传递幅值在***固有频率附近有一个大的增幅，因此本发明实施例中欲通过双层减振***中运动参数传递幅值的分析进行共振状态的判断，因此为了分析双层减振***中的运动参数传递幅值，本发明实施例中首先要获取双层减振***中激励以及减振平台各自的振动信号，将其作为后续步骤的数据基础。
S102：根据振动信号计算双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值；
具体的，在有了前述获取的双层减振***中激励以及减振平台各自的振动信号后，便可以根据振动信号计算双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值，以便后续通过传递幅值进行共振状态的判定。
其中，传递幅值的计算过程可以为多种类型，本发明实施例在此不做限定。
S103：判断目标运动参数的传递幅值是否大于预设阈值；
具体的，正如上文所说，当双层减振***发生共振时，在很短的时间内能够产生极大的运动参数的变化，具体表现为运动参数的传递幅值在***固有频率附近有一个大的增幅，因此本步骤中可以通过“判断目标运动参数的传递幅值是否大于预设阈值”来分析***是否处于共振状态。
其中，预设阈值可以进行自主设定，本发明实施例在此不做限定。
S104：若大于，则判定双层减振***处于共振状态并提升双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流以抑制共振。
具体的，在目标运动参数的传递幅值大于预设阈值的情况下则可判定双层减振***处于共振状态，此时可以通过“提升双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流”来抑制***共振，延长设备寿命并提升用户体验。
其中，具体如何“提升双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流”，可以为多种形式，本发明实施例在此不做限定。
具体的，磁流变液是一种具有特殊流变特性的智能材料，典型的磁流变液是由微米级磁性颗粒分散于载液(油或水)中形成的悬浮液，磁场作用下可在毫秒级时间内由流体转变为半固体甚至固体，而且状态改变过程完全可逆。磁流变阻尼器通过阻尼器内部磁流变液的磁流变效应进行减振工作，不仅具有内部结构简单、能耗低、阻尼快速响应、易于控制等优势，而且可以调节输入阻尼器的控制电流使磁流变阻尼器的出力值连续变化，实现阻尼力可控。因此，磁流变阻尼器在车辆悬挂***、桥梁和平台结构的振动控制方面具有明显优势，磁流变阻尼器的阻尼特性与内部磁流变液的磁流变效应有关，其具体表现非常复杂，因此研究出一种合适的磁流变阻尼器控制方法成为提高磁流变阻尼器性能的关键问题。
本发明提供了一种磁流变阻尼器的控制方法，考虑到当双层减振***发生共振时，在很短的时间内能够产生极大的位移和加速度变化，具体表现为运动参数的传递幅值在***固有频率附近有一个大的增幅，因此本申请首先计算出双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值，并结合预设阈值判定双层减振***是否处于共振状态，从而在共振状态下通过提升双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流来抑制共振，有利于提升设备寿命并提升用户体验。
为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图3以及图4，图3为本发明提供的一种双层减振***的位移传递幅值控制效果曲线，图4为本发明提供的一种双层减振***的加速度传递幅值控制效果曲线，在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，目标运动参数包括位移以及加速度。
具体的，考虑到位移以及加速度是对于设备上器件以及人体影响较大的两个运动参数，因此本发明实施例中将这两者均作为目标运动参数进行研究。
当然，除了该组合外，目标运动参数还可以为其他具体形式，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，根据振动信号计算双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值具体为：
根据振动信号确定出激励以及减振平台各自的位移与加速度；
根据激励以及减振平台各自的位移与加速度，通过位移传递幅值表达式以及加速度传递幅值表达式计算双层减振***当前的位移传递幅值以及加速度传递幅值。
具体的，既然目标运动参数包括位移以及加速度，那么在进行振动信号采集的时候就要通过位移传感器以及加速度传感器分别采集位移以及加速度，然后再从振动信号中分离出激励以及减振平台各自的位移与加速度，最后再结合位移传递幅值表达式以及加速度传递幅值表达式计算双层减振***当前的位移传递幅值以及加速度传递幅值即可，本发明实施例中的计算方式较为简单高效。
当然，除了该具体方式外，根据振动信号计算双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值还可以为其他具体形式，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，位移传递幅值表达式为：
加速度传递幅值表达式为：
其中，My为位移传递幅值，y1为减振平台的位移，y0为激励的位移，为加速度传递幅值，/>为减振平台的加速度，/>为激励的加速度。
具体的，本发明实施例中的位移传递幅值表达式以及加速度传递幅值表达式均具有简单以及准确性高等优点。
具体的，在图2中，1为减振平台，2为隔振台，3为上层弹簧，4为下层弹簧，5为磁流变阻尼器，6为激励源，该双层减振***存在两阶固有频率。
当然，除了该具体形式外，位移传递幅值表达式以及加速度传递幅值表达式均还可以为其他类型，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，判断目标运动参数的传递幅值是否大于预设阈值具体为：
判断位移传递幅值以及加速度传递幅值是否均大于相应的预设阈值；
若均大于，则判定目标运动参数的传递幅值大于预设阈值。
具体的，考虑到存在两个目标运动参数，因为为了更加准确地进行共振状态的判定，本发明实施例中需要判断位移传递幅值以及加速度传递幅值是否均大于相应的预设阈值，只有在二者均大于的情况下才可完成判定。
其中，加速度传递幅值对应的预设阈值可以设置为50dB，位移传递幅值对应的预设阈值可以设置为10dB。
作为一种优选的实施例，判断目标运动参数的传递幅值是否大于预设阈值之后，该磁流变阻尼器的控制方法还包括：
若大于，则控制提示器提示双层减振***处于共振状态。
具体的，为了便于工作人员及时对处于共振状态的双层减振***进行观察以及研究分析，本发明实施例中可以在判定***共振的情况下控制提示器提示双层减振***处于共振状态。
作为一种优选的实施例，提示器为语音播报器。
具体的，语音播报器具有提示准确、成本低以及寿命长等优点。
当然，除了语音播报器外，提示器还可以为其他类型，本发明实施例在此不做限定。
请参考图5，图5为本发明提供的一种磁流变阻尼器的控制装置的结构示意图，该磁流变阻尼器的控制装置包括：
获取模块51，用于获取双层减振***中激励以及减振平台各自的振动信号；
计算模块52，用于根据振动信号计算双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值；
判断模块53，用于判断目标运动参数的传递幅值是否大于预设阈值，若大于，则触发执行模块；
执行模块54，用于判定双层减振***处于共振状态并提升双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流以抑制共振。
对于本发明实施例提供的磁流变阻尼器的控制装置的介绍请参照前述的磁流变阻尼器的控制方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
请参考图6，图6为本发明提供的一种磁流变阻尼器的控制设备的结构示意图，该磁流变阻尼器的控制设备包括：
存储器61，用于存储计算机程序；
处理器62，用于执行计算机程序时实现如前述实施例中磁流变阻尼器的控制方法的步骤。
对于本发明实施例提供的磁流变阻尼器的控制设备的介绍请参照前述的磁流变阻尼器的控制方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述实施例中磁流变阻尼器的控制方法的步骤。
对于本发明实施例提供的计算机可读存储介质的介绍请参照前述的磁流变阻尼器的控制方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。还需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种磁流变阻尼器的控制方法，其特征在于，包括：
获取双层减振***中激励以及减振平台各自的振动信号；
根据所述振动信号计算所述双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值；
判断所述目标运动参数的传递幅值是否大于预设阈值；
若大于，则判定所述双层减振***处于共振状态并提升所述双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流以抑制共振；
所述目标运动参数包括位移以及加速度；
所述根据所述振动信号计算所述双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值具体为：
根据所述振动信号确定出所述激励以及所述减振平台各自的位移与加速度；
根据所述激励以及所述减振平台各自的位移与加速度，通过位移传递幅值表达式以及加速度传递幅值表达式计算所述双层减振***当前的位移传递幅值以及加速度传递幅值；
所述位移传递幅值表达式为：
所述加速度传递幅值表达式为：
其中，My为位移传递幅值，y1为所述减振平台的位移，y0为所述激励的位移，为所述加速度传递幅值，/>为所述减振平台的加速度，/>为所述激励的加速度。
2.根据权利要求1所述的磁流变阻尼器的控制方法，其特征在于，所述判断所述目标运动参数的传递幅值是否大于预设阈值具体为：
判断所述位移传递幅值以及所述加速度传递幅值是否均大于相应的预设阈值；
若均大于，则判定所述目标运动参数的传递幅值大于预设阈值。
3.根据权利要求1至2任一项所述的磁流变阻尼器的控制方法，其特征在于，所述判断所述目标运动参数的传递幅值是否大于预设阈值之后，该磁流变阻尼器的控制方法还包括：
若大于，则控制提示器提示所述双层减振***处于共振状态。
4.根据权利要求3所述的磁流变阻尼器的控制方法，其特征在于，所述提示器为语音播报器。
5.一种磁流变阻尼器的控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取双层减振***中激励以及减振平台各自的振动信号；
计算模块，用于根据所述振动信号计算所述双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值；
判断模块，用于判断所述目标运动参数的传递幅值是否大于预设阈值，若大于，则触发执行模块；
所述执行模块，用于判定所述双层减振***处于共振状态并提升所述双层减振***中磁流变阻尼器的控制电流以抑制共振；
所述目标运动参数包括位移以及加速度；
所述根据所述振动信号计算所述双层减振***当前的目标运动参数的传递幅值具体为：
根据所述振动信号确定出所述激励以及所述减振平台各自的位移与加速度；
根据所述激励以及所述减振平台各自的位移与加速度，通过位移传递幅值表达式以及加速度传递幅值表达式计算所述双层减振***当前的位移传递幅值以及加速度传递幅值；
所述位移传递幅值表达式为：
所述加速度传递幅值表达式为：
其中，My为位移传递幅值，y1为所述减振平台的位移，y0为所述激励的位移，为所述加速度传递幅值，/>为所述减振平台的加速度，/>为所述激励的加速度。
6.一种磁流变阻尼器的控制设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述磁流变阻尼器的控制方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述磁流变阻尼器的控制方法的步骤。
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Citations (8)

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