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磁流变气动位置控制系统的仿真与实验研究

0前言由于气体介质的高压缩性和低粘性,常规气压伺服系统的定位精度、频响及稳定性都受到一定程度的影响。因此一直以来,气动工作者们都致力于如何用廉价的气动装置实现快速、精确的定位。近十年来随着磁流变技术及其工程应用研究的日益增加,磁流变气动控制技术作为一个崭新的、前景广阔的研究领域[1],并越来越受到国内外科技工作者的重视[2-4]。本文根据磁流变气动控制技术,构建了一磁流变气动位置控制系统,并对该新型系统进行了仿真分析与实验研究,为磁流变气动控制技术的发展提供理论与实验依据。1磁流变气动控制技术图1磁流变气动位置控制系统示意图磁流变气动控制技术的基本原理由简图1来表示[2]。图1将磁流变液装置(MRF装置)与气动执行元件串联(也可并联)形成一新型系统。根据磁流变液的流变特性可知,当给磁流变液装置施加一可调电流时,磁流变液的粘度和屈服应力随电流的增大而增大。因此,可由磁流变液装置提供一可调制阻尼力,以实现精确的位置控制并提高运动的平...  (本文共4页) 阅读全文>>

兰州理工大学
兰州理工大学

基于磁流变阻尼器的直线气缸位置控制研究

气动系统具有许多显著的优点,在工业自动化中得到愈来愈广泛的应用。气动比例位置控制系统由于其价廉、简单、抗污染能力强,已成为气动伺服技术中的重要课题。但是由于气体的可压缩性、系统的非线性以及摩擦力等因素的影响,使得气动比例位置控制系统难以获得满意的性能。针对这一问题,研究人员采取了多种控制策略,虽取得了一些成绩,但往往因结构复杂性、不稳定等原因,难以在生产实际中使用。PID是经典控制理论的核心,在控制领域有非常深入的研究。由于其算法简单、调节方便及可靠性高,被广泛应用于控制中,尤其是用于可建立较精确数学模型的确定性系统。然而PID控制又具有系统参数适应能力差,对干扰敏感的缺点。纠其原因是因为:PID对非线形系统的控制是基于工作点上小范围线形化理论的,要求工作过程中工作点必须稳定,且各参量在工作点附近的变化范围不能太大。为此若气动系统采用PID控制,其主要参数:质量流量、压力等在位置控制的目标点附近变化范围不能太大,且工作点应稳定。...  (本文共91页) 本文目录 | 阅读全文>>

《内蒙古石油化工》2006年03期
内蒙古石油化工

磁流变体的特性及测试

前言磁流变体作为一种智能材料因其独特的流变效应,良好的流变性能,广阔的应用前景,被认为是材料科学领域最具有发展潜力的新型智能材料。所谓磁流变效应是指在流体中加入一种导磁的、非溶性介质,在外部磁场的作用下,流体的流变性质发生突变,迅速固化而失去流动性,固化是一个瞬变过程,在毫秒内即可能完成,同时又是可逆的,即在撤去磁场后流动性可迅速恢复。这种转换使得材料的流变性(弹性、塑性、粘性)、磁化性、导电性、传热性,以及它的机构性质和物理学性质都发生显著的变化。液态和固态的转换是可逆的、可控的,并且这种转换的能量消耗低,温度稳定,安全可靠。磁流变体独特的流变特性使得它在航空、航天、汽车工业、液压传动等领域具有十分广阔的应用前景。磁流体的性能主要有物理性能包括电学、磁学、光学等;化学性能包括腐蚀性、毒性、挥发性等;力学性能包括弹塑性等。目前,国内外还没有磁流变体特性方法的统一标准,各种测试方法得出的结论存在一定差异。本文就这方面的研究进展进行...  (本文共3页) 阅读全文>>

《弹道学报》2006年03期
弹道学报

磁流变技术及其在军事领域中的潜在应用

磁流变(Magnetorheology,MR)效应的发现,可以追溯到19世纪40年代,比电流变效应的发现更早.1948年Rabinow最早发明了磁流变液,并开发了应用装置(离合器).当时人们在实验过程中发现,向低粘、绝缘的油中加入某些可磁化的分散性半导体微粉,在磁场作用下流体的粘弹性会发生显著的改变.与电流变(Electrorheology,ER)相比,MR长期未被人们所重视,大多数科技人员把精力放在ER技术的开发与应用上,致使MR技术的发展落后于ER技术.只是近十几年才对发展MR技术重新产生兴趣,且已取得快速进展[1].据预测,目前已经有超过一万种磁流变产品,包括磁流变阻尼器、减振器、离合器等在实际中应用,在未来10年中将会有超过100万个磁流变产品应用于具体工程[2].我国对MR技术的研究开始于上世纪90年代,最近几年,国内对于磁流变液的研究取得了很大的进展,包括液体制备和应用方面的研究已经取得了很多有益的成果.由于磁流变液...  (本文共6页) 阅读全文>>

《新技术新工艺》2006年02期
新技术新工艺

磁流变抛光去除模型及驻留时间算法研究

磁流变抛光又称磁流体抛光,是电磁理论、流体力学、分析化学等应用于制造工艺的一项综合技术。磁流变抛光技术实际上是用计算机控制小磨头进行抛光的一种技术,这里的小磨头是磁流变抛光液在磁场的作用下形成的柔性磨头,其形状和硬度可以由磁场实时控制。通过对工件各个带区在抛光区滞留时间的控制,以控制其去除量达到面形的修整。与一般的单纯依靠流体动压冲刷工件表面的抛光方法相比,磁流变抛光具有更高的抛光效率。因此,上述优点使磁流变抛光对于球面、非球面的加工具有了十分广阔的应用前景。1磁流变抛光特点磁流变抛光技术是利用磁流变液体的可控流变特性,在施加非均匀分布的强磁场的作用下,使磁流变液在加工区域形成一个有一定硬度和弹性的、能承受较大剪切应力的可控的点状区域的抛光工具(小磨头)。通过控制磁场强度对其特性进行控制,从而实现稳定的纳米级的表面加工。当磁流变液通过磁场时,在千分之几秒内其属性发生变化;而在离开磁场时,在千分之几秒内又恢复原来的状态。这个受精确...  (本文共3页) 阅读全文>>

《航空精密制造技术》2006年06期
航空精密制造技术

倒置式磁流变抛光装置的设计与研究

1前言确定性磁流变抛光技术的特点是在可控磁场的作用下,加工区域的磁流变液能够处于类似于“柔性抛光模”的加工状态,在固定其工艺参数的条件下,能够对工件进行确定性材料去除,通过控制加工驻留时间就能够得到较好的面形精度和表面粗糙度。相对传统抛光加工方法而言,这种技术具有抛光效率高、去除函数稳定、边缘效应小等显著的优点。美国的QED公司已经推出了一系列商品化的磁流变抛光机床,而国内现有的研究基本上还处于实验室阶段,特别是在大型光学零件的可控磁流变抛光加工方面没有很好的解决方法。要实现这种技术更好的应用于大型光学零件的加工,在配制出适合抛光的磁流变液的基础下,磁流变抛光装置还应该具有以下功能要求:!"合理的抛光和磁场发生装置结构设计,既能够在加工区域产生高梯度磁场使得磁流变液形成单一稳定的缎带突起,又要有利于工件的装夹;"#磁流变抛光液的循环使用容易实现。本文立足于这两个要求,设计出了倒置式的磁流变抛光装置,并对其工作特性进行了实验验证。...  (本文共4页) 阅读全文>>

《探测与控制学报》2006年06期
探测与控制学报

磁流变技术在引信安全系统中应用探讨

0引言新材料和新技术的采用往往会对武器性能的提高起到推动作用,引信技术发展的一个特点是其具有很好的包容性,能够紧密跟踪新技术的发展,并且积极采用各种新技术,在此基础上不断创新,形成自身的特色。从早期的无线电技术、红外毫米波技术到激光技术,以及GPS技术、MEMS技术等,引信技术发展历程充分证明了新技术和新材料的发展是引信技术发展的动力和源泉。磁流变体是一种功能独特的智能材料,本文探讨磁流变技术在引信中应用。1磁流变智能材料及其特性磁流变现象MR,在20世纪40年代Rabinow J.首次发现[1],近几年由于材料方面取得突破,得到了广泛应用。磁流变液是指在外磁场作用下粘滞性质会发生显著变化的悬浮体系,由在磁场中可极化的悬浮微粒、载体液和稳定剂等三部分组成,是一种智能材料。磁流变体的流变特性可以通过改变磁场的方法加以控制,在外加磁场的作用下,液体的粘度发生很大的变化,可以呈类似固体的特性,具有很大的抗剪切力,其变化的大小与电场和磁...  (本文共4页) 阅读全文>>