CN101738329A - 一种磁流变阻尼器测控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁流变阻尼器测控系统，系统的电动机轴上装有力矩传感器，力矩传感器与变频器构成了对电动机的恒力矩闭环调节系统，以确保电动机在运行过程中的力矩稳定。在系统的动力输出轴上装有角度传感器，用以跟踪动力输出轴的角度变化，为系统提供磁流变阻尼器的通、断电和增、减电流的时刻。磁流变阻尼器的一端固定在拉压力传感器上，在磁流变阻尼器的电流输入端装有电流传感器，以获得在磁流变阻尼器中的电流数据。磁流变阻尼器的另一端与滑动轴相连，滑动轴上装有位移传感器、速度传感器和加速度传感器，以获得滑动轴在不同位置时的有关数据。本系统可对磁流变阻尼器的性能进行较为全面的评价。

Description

一种磁流变阻尼器测控系统

技术领域

本发明属于测控技术领域，具体涉及到一种磁流变阻尼器测控系统。

背景技术

磁流变阻尼器是一种智能减振器件，其阻尼力的大小可通过控制其驱动电流来调节。目前，对磁流变阻尼器的测试，主要还是利用普通减振器示功机来进行，因磁流变阻尼器与常规的被动式减振器存在根本上的差别；所以，在普通减振器示功机上难以对磁流变阻尼器的性能进行全面、准确和有效的测试和评价。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种磁流变阻尼器测控系统，以实现对磁流变阻尼器性能的全面测试和评价。

本发明具体采用以下技术方案：

一种磁流变阻尼器测控系统，包括数据采集处理和控制模块、拉压力传感器、滑动轴、电动机及减速器、偏心轮、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、角度传感器、力矩传感器。

其中，磁流变阻尼器的一端与拉压力传感器的一端相连，所述拉压力传感器的另一端固定，所述磁流变阻尼器的另一端与滑动轴的一端固定连接。

所述电动机及减速器的动力输出轴带动偏心轮作旋转运动，偏心轮带动滑动轴和磁流变阻尼器作往复运动；所述固定滑动轴的另一端安装有位移传感器、速度传感器、加速度传感器。

在所述电动机及减速器的动力输出轴上安装角度传感器和力矩传感器；

所述数据采集处理和控制模块通过控制线连接磁流变阻尼器和电动机及减速器，用于所述磁流变阻尼器的通、断电和增、减电流的控制，以及用于电动机及减速器的起动和转速的控制；各传感器通过信号线连接所述数据采集处理和控制模块，数据采集处理和控制模块用于接收、处理各传感器采集的数据。

所述系统还进一步包括变频器，与数据采集处理和控制模块通过控制线连接，所述数据采集处理和控制模块通过变频器控制电动机及减速器的转速，所述变频器与所述电动机及减速器、安装电动机及减速器的动力输出轴上的力矩传感器一起构成了恒力矩闭环调节系统。

所述系统还进一步包括恒流源、电控开关和磁流变阻尼器电源线；所述恒流源通过电控开关和磁流变阻尼器电源线与磁流变阻尼器连接，向所述磁流变阻尼器供电。所述恒流源和电控开关有多个，每一个恒流源与电控开关组成一个串联支路，各串联支路并联连接，所述数据采集处理和控制模块分别控制每一个串联支路中的电控开关。

所述数据采集处理和控制模块控制所述电控开关的通断，在磁流变阻尼器电源线上安装有电流传感器，用于检测输入至所述磁流变阻尼器的电流。本系统通过在电动机轴上装有力矩传感器，力矩传感器与变频器构成了对电动机的恒力矩闭环调节系统，以确保电动机在运行过程中的力矩稳定。

本系统除了具备普通减振器示功机的全部测试功能外，还具有测试磁流变阻尼器在不同电流条件下的过渡过程以及测试磁流变阻尼器在不同电流之间的过渡过程等功能，又因本系统具有恒力矩闭环调节系统，所以在整个测试过程中本系统能连续跟踪磁流变阻尼器阻尼力的变化，使测试结果准确可靠。

附图说明

图1是本发明的测控系统的结构示意图。

图2是图1的偏心轮部分的A向视图。

具体实施方式

下面根据说明书附图对本发明的技术方案进一步详细说明。

本发明公开的磁流变阻尼器测控系统，在系统的动力输出轴上装有角度传感器，用以跟踪动力输出轴的角度变化，为系统提供磁流变阻尼器的通、断电和增、减电流的时刻。磁流变阻尼器的一端固定在拉压力传感器上，在磁流变阻尼器的电流输入端装有电流传感器，以获得在磁流变阻尼器中的电流数据。磁流变阻尼器的另一端与滑动轴相连，滑动轴上装有位移传感器、速度传感器和加速度传感器，以获得滑动轴在不同位置时的有关数据。

如图1和图2所示，磁流变阻尼器2的一端与拉压力传感器1相连，另一端则固定在滑动轴4上，电动机及减速器11的动力输出轴带动偏心轮6作旋转运动，偏心轮6通过滑动轴上的矩形框架带动滑动轴4和磁流变阻尼器2作往复运动；滑动轴4的一端安装有位移传感器7、速度传感器8、加速度传感器9；角度传感器5安装在电动机及减速器11的动力输出轴上；变频器12与电动机和安装在电动机轴上力矩传感器10构成了恒力矩闭环调节系统；恒流源14通过电控开关15、电流传感器13和磁流变阻尼器电源线3向磁流变阻尼器2供电。数据采集处理和控制模块16用于向变频器12、电控开关15发出控制指令并采集和处理各传感器收集到的数据。所述恒流源14和电控开关15可以有多个，每一个恒流源与电控开关组成一个串联支路，各串联支路并联连接，所述数据采集处理和控制模块分别控制每一个串联支路中的电控开关。

下面以本系统对磁流变阻尼器从无电状态到通入设定电流状态的整个过程的测控内容，来说明本系统的工作原理。

在设定好电动机及减速器11转速和磁流变阻尼器2通电的时刻(即：偏心轮转动的角度)和通电的电流值后，数据采集处理和控制模块16就向变频器12发出运转指令，电动机及减速器11在变频器12的驱动下，按设定好的转速通过减速器带动偏心轮6旋转，偏心轮6带动滑动轴4和磁流变阻尼器2作往复运动，此时，变频器12通过电动机及减速器11轴上的力矩传感器10的力矩反馈来保持其输出力矩的稳定，数据采集处理和控制模块16则通过各个传感器来采集磁流变阻尼器2在未通电状态下的运行数据，并不断跟踪角度传感器5的运行状态，当数据采集处理和控制模块16完成无电状态下的数据采集工作后，一旦偏心轮6转动的角度达到设定值，数据采集处理和控制模块16就向电控开关15发出合闸指令，电控开关15合闸后按设定电流对磁流变阻尼器2通电，通电后磁流变阻尼器2的阻尼力即开始发生变化，使带动滑动轴4的偏心轮6受到的力矩也发生变化，使电动机及减速器11受到的力矩也在变化，这时，力矩传感器10将电动机及减速器11力矩变化的情况反馈到变频器12，在力矩闭环调节系统的调节下，变频器12使电动机及减速器11的输出力矩跟踪偏心轮6的力矩连续变化……。一旦磁流变阻尼器2的阻尼力进入稳定状态(即：过渡过程结束)，数据采集处理和控制模块16就终止数据采集，由此，数据采集处理和控制模块16获得了磁流变阻尼器2从无电到通电这一特殊运行过程的全部数据，通过对这些数据的处理和比较即可获得磁流变阻尼器在此过渡过程中的运行状况，也可对获得的数据进行处理并绘制出各种相关曲线，因数据处理涉及到另一领域，且为公知常识，此处不在赘述。

Claims (5)

1.一种磁流变阻尼器测控系统，包括数据采集处理和控制模块(16)、拉压力传感器(1)、滑动轴(4)、电动机及减速器(11)、偏心轮(6)、位移传感器(7)、速度传感器(8)、加速度传感器(9)、角度传感器(5)、力矩传感器(10)，其特征在于：

磁流变阻尼器(2)的一端与拉压力传感器(1)的一端相连，所述拉力传感器(1)的另一端固定，所述磁流变阻尼器(2)的另一端与滑动轴(4)的一端固定连接；

所述电动机及减速器(11)的动力输出轴带动偏心轮(6)作旋转运动，偏心轮(6)带动滑动轴(4)和磁流变阻尼器(2)作往复运动；所述固定滑动轴(4)的另一端安装有位移传感器(7)、速度传感器(8)、加速度传感器(9)；

在所述电动机及减速器(11)的动力输出轴上安装角度传感器(5)和力矩传感器(10)；

所述数据采集处理和控制模块(16)通过控制线连接磁流变阻尼器(2)和电动机及减速器(11)，用于所述磁流变阻尼器(2)的通、断电和增、减电流的控制，以及用于电动机及减速器(11)的起动和转速的控制；各传感器通过信号线连接所述数据采集处理和控制模块(16)，数据采集处理和控制模块(16)用于接收、处理各传感器采集的数据。

2.如权利要求1所述磁流变阻尼器测控系统，其特征在于：所述系统还进一步包括变频器(12)，与数据采集处理和控制模块(16)通过控制线连接，所述数据采集处理和控制模块(16)通过变频器(12)控制电动机及减速器(11)的转速，所述变频器(12)与所述电动机及减速器(11)、安装电动机及减速器(11)的动力输出轴上的力矩传感器(10)一起构成了恒力矩闭环调节系统。

3.如权利要求1或2所述磁流变阻尼器测控系统，其特征在于：所述系统还进一步包括恒流源(14)、电控开关(15)和磁流变阻尼器电源线(3)；所述恒流源(14)通过电控开关(15)和磁流变阻尼器电源线(3)与磁流变阻尼器(2)连接，向所述磁流变阻尼器(2)供电。

4.根据权利要求3所述的磁流变阻尼器测控系统，其特征在于：所述数据采集处理和控制模块(16)控制所述电控开关(15)的通断，在磁流变阻尼器电源线(3)上安装有电流传感器(13)，用于检测输入至所述磁流变阻尼器(2)的电流。

5.如权利要求4所述磁流变阻尼器测控系统，其特征在于：所述恒流源(14)和电控开关(15)有多个，每一个恒流源(14)与电控开关(15)组成一个串联支路，各串联支路并联连接，所述数据采集处理和控制模块(16)分别控制每一个串联支路中的电控开关(15)。

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