CN103831723B - 一种磁流变液粘度稳定性控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁流变液粘度稳定性控制方法，通过使用管路压力、管路流量以及磁流阀电流强度来计算磁流变液的相对粘度，并基于对相对粘度的计算建立动态算法模型，实现对磁流变液粘度的实时监测和调节，进而实现磁流变液粘度的精确的自动稳定性控制，本发明可使磁流变液粘度的精度控制在2%以内，满足了高精度光学元件抛光的需要。另外，针对加工不同的工件时需大幅度改变磁流变液粘度的需要，通过离线控制方法进行磁流变液粘度的调节，解决了现有技术无法准确计算需要添加的水分或磁流变液的量，造成磁流变液粘度实际值在目标值附近震荡，较长时间才能稳定的问题，大幅度提高了加工效率。

Description

一种磁流变液粘度稳定性控制方法

技术领域

本发明涉及超精密光学元件加工领域，尤其涉及一种磁流变液粘度稳定性控制方法。

背景技术

磁流变抛光技术是一种新兴的光学表面精密加工技术，具有不产生亚表面缺陷、加工精度高等特点，广泛用于强激光系统装置中大口径光学元件的抛光，大口径磁流变抛光设备属于国外禁止出口中国的设备，我们使用的磁流变机床是国内自主研发制造的，例如五轴四联动数控机床，可以抛光平面、曲面等光学元件。该磁流变机床核心部分为磁流变液循环系统，该循环系统中，磁流变液依次经过离心泵、磁流阀、流量计、压力传感器、喷嘴进入抛光轮，随抛光轮转动对元件进行抛光；之后经过回收器、蠕动泵回到储液罐完成一个循环周期。在运行过程中磁流变液中的水分会损失，通过微量泵实时给循环系统补水，保持磁流变液粘度的稳定。

目前磁流变机床磁流变液粘度稳定性控制方法是首先采用水分仪测量磁流变液的水分含量，然后根据经验调节微量泵的补水频率从而保持机床加工过程中磁流变液水分含量不变。该方法需要消耗较多的磁流变液，且实时性差、磁流变液粘度波动误差较大，控制精度只能达到8%，不能满足高精度光学元件抛光的需要。

国内国防科大在磁流变液抛光稳定性方面进行了研究，稳定性控制方法是通过测量磁流变液在管路中的压力损失来间接反映磁流变液动力学粘度，然后采用灰色预测控制理论的方法去预测磁流变液的未来粘度值，对磁流变液粘度实行超前控制。但是只采用管路压力损失来反映磁流变液粘度，无法对磁流变液循环系统局部堵塞造成压力陡增做出准确判断，影响粘度控制的准确性。

美国QED公司磁流变机床的粘度稳定性控制方法是测量管路压力、管路流量的变化来间接反映磁流变液动力学粘度，然后调节微量泵的补水频率，保持循环系统管路的压力不变。该控制方法同样存在无法对磁流变液循环系统局部堵塞造成压力陡增做出准确判断。

目前的磁流变液粘度控制方法还普遍存在动态改变磁流变液粘度响应时间长的问题。在加工过程中针对不同的加工状态，往往需要将磁流变液粘度调节到不同值，从高粘度变化到低粘度调节时需要向磁流变液中加入适量水分；从低粘度向高粘度调节时需要向磁流变液中加入新磁流变液，目前的粘度控制方法无法准确计算需要添加的水分或新磁流变液的量，造成磁流变液粘度实际值在设定值附近震荡，较长时间才能稳定，影响加工效率。

发明内容

本发明针对现有技术的弊端，针对上述问题，提供一种磁流变液粘度稳定性控制方法，本发明通过使用管路压力、管路流量以及磁流阀电流强度来计算磁流变液的相对粘度，并基于对所述相对粘度的计算对磁流变液循环系统中磁流变液的粘度进行实时监测和调节，实现磁流变液粘度的实时自动稳定性控制，一方面可以判断该循环系统是否存在局部堵塞，进而排除局部堵塞对是否需要向磁流变液进行补水的干扰，另一方面有效提高粘度控制精度，满足高精度光学元件抛光的需要。本发明可使磁流变液粘度的控制精度达到2%以内，超过国内现有技术，同时磁流变液粘度改变的响应时间缩短50%以上，大幅度提高工作效率。

本发明的另一个目的是，针对加工不同的工件时需大幅度改变磁流变液粘度的需要，本发明通过离线控制方法进行磁流变液粘度的调节，通过将与磁流变液粘度变化密切相关的水分散失量、环境温湿度以及磁流变液的沉淀作为参数，经过一系列计算得到补水频率、补水时长或添加磁流变液的量，解决了现有技术无法准确计算需要添加的水分或新磁流变液的量，造成磁流变液粘度实际值在目标值附近震荡，较长时间才能稳定的问题，大幅度提高了加工效率。

本发明的技术方案为：

一种磁流变液粘度稳定性控制方法，其中包括以下步骤：

步骤一、根据需要设定磁流变液循环系统中磁流变液的目标粘度值μ′_r；

步骤二、相对粘度变化率的计算，根据磁流变液循环系统中磁流阀电流强度I、管路压力P以及管路流量Q，计算连续的不同时间点的相对粘度值μ_r，通过计算得到相邻两时间点的相对粘度变化率dμ_r，其中所述相对粘度变化率计算公式为： $d{\mathrm{\μ}}_r=\frac{{\mathrm{\μ}}_r^i-{\mathrm{\μ}}_r^{i-1}}{\mathrm{\Δt}}$

式中：——此刻的相对粘度值

——相邻的_上一时间点的相对粘度值

Δt——相邻两次测定间隔时间；

步骤三、进行是否需要补水的逻辑判断，设定目标相对粘度值μ′_r及相对粘度变化率dμ_r之间的波动常数，根据所述目标相对粘度值μ'_r、相对粘度变化率dμ_r及波动常数之间的关系进行以下逻辑判断：

当相邻两时间点的相对粘度变化率dμ_r小于该波动常数时，并且此刻的相对粘度值大于目标相对粘度值μ'_r时，所述磁流变液循环系统判断为需要补水状态，则进行步骤四及步骤五；

当相邻两时间点的相对粘度变化率dμ_r大于该波动常数时，进行步骤六；

当在满足相邻两时间点的相对粘度变化率dμ_r小于该波动常数的前提下，此刻的相对粘度值小于目标相对粘度值μ'_r时，进行步骤七；

步骤四、补水频率的计算，通过实验确定磁流变液循环系统的基准补水频率f₀，通过补水公式计算补水频率f_t，其中所述补水公式为：

步骤五、所述磁流变液循环系统根据计算得到的补水频率向该循环系统中的微量泵发出指令进行补水，保持磁流变液粘度的稳定；

步骤六、所述磁流变液循环系统判断该系统中存在局部堵塞，不进行补水频率的计算，并发出报警；

步骤七、所述磁流变液循环系统判断为不缺水状态，并向该循环系统中的微量泵发出停止补水的指令。

优选的是，所述的磁流变液粘度稳定性控制方法中，步骤二中所述相对粘度值μ_r通过相对粘度计算公式得到，所述相对粘度计算公式为：式中K为系数。

优选的是，所述的磁流变液粘度稳定性控制方法中，步骤三中所述波动常数设定为0.8。

优选的是，所述的磁流变液粘度稳定性控制方法中，相对粘度的计算公式中系数K值的确定方法包括以下步骤：

步骤一、确定磁流变循环系统中磁流阀电流、管路压力以及管路流量三个参量的变化范围；

步骤二、将所述相对粘度计算公式中的系数K取值为1，根据三个参量的变化范围，计算相对粘度μ_r可能的最大值μ_rmax；

步骤三、调节系数K的值，使得μ_rmax/K尽量接近150，并将μ_rmax/K最接近150时K的取值作为所述相对粘度计算公式中K的值。

优选的是，所述的磁流变液粘度稳定性控制方法中，当所述相对粘度值μ_r与目标粘度值μ_r相差较大时，可使用离线控制方法进行磁流变液粘度的调节，其包括以下步骤：

步骤一、确定磁流变液循环系统中磁流变液初始浓度P_B；

步骤二、计算所述磁流变液循环系统的工作状态参数的修正系数、环境温湿度修正系数以及机床类型修正系数，并根据该三个修正系数计算磁流变液中的水分散失速率，另外采用六次多项式拟合方法计算磁流变液沉淀规律；

步骤三、根据磁流变液初始浓度P_B、水分散失速率以及磁流变液沉淀规律计算补水速率、补水时长或添加磁流变液的量；

步骤四、所述磁流变液循环系统根据计算结果向该系统中的微量泵发出指令，进行补水或添加磁流变液，使其中磁流变液粘度接近目标粘度值μ′_r。

优选的是，所述的磁流变液粘度稳定性控制方法中，当所述相对粘度值μ_r与目标粘度值μ′_r的差值大于10cP时，采用离线控制方法进行磁流变液粘度的调节。

优选的是，所述的磁流变液粘度稳定性控制方法中，步骤一中磁流变液初始浓度P_B可根据相对粘度换算得到，其换算公式为：p=μ_r.k_v，式中：p为磁流变液浓度，k_v为比例系数。

本发明具有以下有益效果：本发明通过使用管路压力、管路流量以及磁流阀电流强度来计算磁流变液的相对粘度，并通过基于对所述相对粘度的计算对磁流变液循环系统中磁流变液的粘度进行实时监测和调节，实现磁流变液粘度的实时自动稳定性控制，一方面可以判断该循环系统是否存在局部堵塞，进而排除局部堵塞对是否需要向磁流变液进行补水的干扰，另一方面有效提高粘度控制精度，满足高精度光学元件抛光的需要。本发明可使磁流变液粘度控制的精度在2%以内，超过国内现有技术，同时磁流变液粘度改变的响应时间提高50%以上，大幅度提高工作效率。

另外，针对加工不同的工件时需大幅度改变磁流变液粘度的需要，本发明通过离线控制方法进行磁流变液粘度的调节，通过将与磁流变液粘度变化密切相关的水分散失量、环境温湿度以及磁流变液的沉淀作为参数，经过一系列计算得到补水频率、补水时长或添加磁流变液的量，解决了现有技术无法准确计算需要添加的水分或新磁流变液的量，造成磁流变液粘度实际值在目标值附近震荡，较长时间才能稳定的问题，大幅度提高了加工效率。

附图说明：

图1所述的磁流变循环系统结构说明图；

图2所述的磁流变液粘度离线控制算法模型；

图3所述的磁流变液沉淀速率曲线图；

图4所述的磁流变液粘度波动误差曲线图。

具体实施方式：

下面结合附图1-4对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，一种磁流变液粘度稳定性控制方法，其中包括以下步骤：

步骤一、根据需要设定磁流变液循环系统中磁流变液的目标粘度值μ′_r；

步骤二、相对粘度变化率的计算，根据磁流变液循环系统中磁流阀电流强度I、管路压力P以及管路流量Q，计算连续的不同时间点的相对粘度值μ_r，通过计算得到相邻两时间点的相对粘度变化率dμ_r，其中所述相对粘度变化率计算公式为： $d{\mathrm{\μ}}_r=\frac{{\mathrm{\μ}}_r^i-{\mathrm{\μ}}_r^{i-1}}{\mathrm{\Δt}}$

式中：——此刻的相对粘度值

——相邻的上一时间点的相对粘度值

Δt——相邻两次测定间隔时间；

步骤三、进行是否需要补水的逻辑判断，设定目标相对粘度值μ′_r及相对粘度变化率dμ_r之间的波动常数，根据所述目标相对粘度值μ'_r、相对粘度变化率dμ_r及波动常数之间的关系进行以下逻辑判断：

当相邻两时间点的相对粘度变化率dμ_r小于该波动常数时，并且此刻的相对粘度值大于目标相对粘度值μ'_r时，所述磁流变液循环系统判断为需要补水状态，则进行步骤四及步骤五；

当相邻两时间点的相对粘度变化率dμ_r大于该波动常数时，进行步骤六；

当在满足相邻两时间点的相对粘度变化率dμ_r小于该波动常数的前提下，此刻的相对粘度值小于目标相对粘度值μ'_r时，进行步骤七；

步骤四、补水频率的计算，通过实验确定磁流变液循环系统的基准补水频率f₀，通过补水公式计算补水频率f_t，其中所述补水公式为：

步骤五、所述磁流变液循环系统根据计算得到的补水频率向该循环系统中的微量泵发出指令进行补水，保持磁流变液粘度的稳定；

步骤六、所述磁流变液循环系统判断该系统中存在局部堵塞，不进行补水频率的计算，并发出报警；

步骤七、所述磁流变液循环系统判断为不缺水状态，并向该循环系统中的微量泵发出停止补水的指令。

所述的磁流变液粘度稳定性控制方法中，步骤二中所述相对粘度值μ_r通过相对粘度计算公式得到，所述相对粘度计算公式为：式中K为系数。

所述的磁流变液粘度稳定性控制方法中，步骤三中所述波动常数设定为0.8。

所述的磁流变液粘度稳定性控制方法中，相对粘度的计算公式中系数K值的确定方法包括以下步骤：

步骤一、确定磁流变循环系统中磁流阀电流、管路压力以及管路流量三个参量的变化范围；

步骤二、将所述相对粘度计算公式中的系数K取值为1，根据三个参量的变化范围，计算相对粘度μ_r可能的最大值μ_rmax；

步骤三、调节系数K的值，使得μ_rmax/K尽量接近150，并将μ_rmax/K最接近150时K的取值作为所述相对粘度计算公式中K的值。

所述的磁流变液粘度稳定性控制方法中，当所述相对粘度值μ_r与目标粘度值μ′_r相差较大时，可使用离线控制方法进行磁流变液粘度的调节，其包括以下步骤：

步骤一、确定磁流变液循环系统中磁流变液初始浓度P_B；

步骤二、计算所述磁流变液循环系统的工作状态参数的修正系数、环境温湿度修正系数以及机床类型修正系数，并根据该三个修正系数计算磁流变液中的水分散失速率，另外采用六次多项式拟合方法计算磁流变液沉淀规律；

步骤三、根据磁流变液初始浓度P_B、水分散失速率以及磁流变液沉淀规律计算补水速率、补水时长或添加磁流变液的量；

步骤四、所述磁流变液循环系统根据计算结果向该系统中的微量泵发出指令，进行补水或添加磁流变液，使其中磁流变液粘度接近目标粘度值μ′_r。

磁流变液粘度离线控制方法在数学上属于直接解法，通过研究磁流变液粘度的影响因素，通过实验确立各影响因素的变化规律，建立相应的粘度稳定性控制模型，从而计算出大幅度改变磁流变液粘度时需要补水的量或添加磁流变液新液的量，解决了现有技术无法准确计算需要添加的水分或磁流变液的量，造成磁流变液粘度实际值在目标值附近震荡，较长时间才能稳定的问题，大幅度提高了加工效率。

所述的磁流变液粘度稳定性控制方法中，当所述相对粘度值μ_r与目标粘度值μ′_r的差值大于10cP时，采用离线控制方法进行磁流变液粘度的调节，能够快速将磁流变液的粘度调节到目标值，然后可以通过所述的磁流变液粘度稳定性控制方法对粘度进行动态控制，自动计算微量泵补水频率，实现磁流变液粘度的自动稳定控制。当所述相对粘度值μ_r与目标粘度值μ′_r的差值小于10cP时，可直接通过所述的磁流变液粘度稳定性控制方法对粘度进行动态控制。

所述的磁流变液粘度稳定性控制方法中，步骤一中磁流变液初始浓度P_B可根据相对粘度换算得到，其换算公式为：p=μ_r.k_v，式中：p为磁流变液浓度，k_v为比例系数。

经过实验明确了磁流变液粘度的主要影响因素为：水分散失量、环境温湿度、磁流变液沉淀。基于所述离线控制方法建立磁流变液粘度离线控制算法模型，该模型中磁流变液自身的温度对粘度影响很大，所以需要加以考虑，这将作为模型的输入变量。机床工作时，磁流变液粘度的变化与循环系统工作参数密切相关，包括离心泵转速、回收泵转速、抛光轮转速、循环系统流量、磁场强度等，这些参数将作为状态参数输入模型。

最终需要得到的数据是微量泵的补水次数、补水时间长度和加入新液的量，它们作为模型的输出变量。所述离线控制算法模型如图2所示。

所述离线控制算法模型可以描述为：

比例系数k_v与机床循环系统结构参数有关，计算方法是采用水分仪测量5组不同相对粘度值下对应的浓度，采用最小二乘法进行拟合。

输入磁流变液储液罐中磁流变液的类型、磁流变液总质量、磁流变液初始粘度。常用的磁流变液类型有C10、D10、D11等，磁流变液的质量可以用天平进行测量，磁流变液初始粘度乘以比例系数k_v，得到初始浓度，磁流变液使用时间T₀设置为0。

计算工作状态参数修正系数，不同工作状态参数条件下，磁流变液的水分散失量不同，对磁流变液粘度影响也不同，因此需要计算修正系数，过程如下：

确定工作状态基准值，采用常用的机床工作参数为基准值，其中传送泵转速V_T=2800r/min、回收泵转速V_R=300r/min、抛光轮转速V_W=150rpm、循环系统流量Q_B=1630ml/min，磁场电流强度为I_M=280A、磁流变液温度T_B=23℃；

系统流量修正系数K_q计算公式为：K_q=Q^t/Q_B，式中：Q^t为系统实际流量。

传送泵转速修正系数K_t计算公式为：式中：为系统实际传送泵转速。

回收泵转速修正系数K_r计算公式为：式中：为系统实际回收泵转速。

抛光轮转速修正系数K_w计算公式为：式中：为系统实际抛光轮转速。

磁场电流强度修正系数K_im计算公式为：式中为系统实际磁场电流强度。

磁流变液温度修正系数K_ft计算公式为：式中：为系统实际磁流变液温度。

总修正系数K_fix计算公式为：

$K_{\mathrm{fix}}=\frac{K_q\·k_{\mathrm{fiow}}+K_t\·k_{\mathrm{transspeed}}+K_r\·k_{\mathrm{retrievespeed}}+K_w\·k_{\mathrm{wheelspeed}}+K_{\mathrm{im}}\·k_{\mathrm{mageticfield}}+K_{\mathrm{ft}}\·k_{\mathrm{mrftemperature}}}{k_{\mathrm{flow}}+k_{\mathrm{transspeed}}+k_{\mathrm{retrievespeed}}+k_{\mathrm{wheelsepeed}}+k_{\mathrm{magneticfield}}+k_{\mathrm{mrftemperature}}}$

式中：k_flow、k_transspeed、k_{retrievespeed}、k_wheelspeed、k_{magneticfield}、分别为各工作状态参数对应的权重系数，数值在0～2之间，总修正系数K_fix为各工作状态参数的加权平均。

计算环境温湿度修正系数和机床类型修正系数。磁流变抛光机床所在的车间环境、机床的类型不同，磁流变液的水分散失量也不同，需要设定相应的修正系数，予以调整。

环境温湿度修正系数K_environment计算公式为:

$K_{\mathrm{environment}}=(H_{\mathrm{EB}}^t/H_{\mathrm{EB}})\·{\left(1.2\right)}^{{(-1)}^{(T_{\mathrm{EB}}^t-T_{\mathrm{EB}})}\·T_{\mathrm{EB}}^t/T_{\mathrm{EB}}},$ 式中：H_EB、T_EB为基准车间环境温湿度，基准车间环境湿度H_EB为50%，基准车间环境温度T_EB为21℃。为车间实际温湿度，可以从车间安装的温湿度计直接读取。

机床类型修正系数K_machinetype为常数，与机床类型有关，取值范围为0～2之间，常用取值为1.0。

计算补水速率和补水时长，磁流变液在使用过程中会不断沉淀，造成磁流变液粘度的变化，这是一个动态变化过程，需要首先确定磁流变液沉淀规律，然后根据各输入参数计算输出变量补水速率、补水时长、加入新磁流变液的量。

确定磁流变液沉淀规律。实验数据表明，磁流变液的沉淀规律如图3所示：采用六次多项式拟合磁流变液沉淀规律为:

M_deposit(t)=(-0.00944176+0.04133142t-0.00511995t²+0.00029725t³

-0.00000880t⁴+1.2880697410^-7t⁵-7.3934157710^-10t⁶)·M_mrftotalmass

式中：M_deposit(t)为磁流变液随加工时间的沉淀量，M_mrftotalmass为磁流变液总质量，t为加工时间。

计算机床运行过程中磁流变液中的水分散失速率。水分散失量与磁流变液类型、环境温湿度、机床类型、工作状态参数有关，计算公式为：

M_waterloss=K_fix·K_environment·K_machinetype.K_mrfluidtype·M_waterbase·(M_mrftotalmass/M_{mrftotalmassB})

式中：K_mrfluidtype为磁流变液类型修正系数，D11型为1.0，D10型为0.9，C10型为0.75；M_waterbase为基准补水速率，值为10次/分；M_{mrftotalmassB}为基准磁流变液质量，值为7.896Kg；

M_mrftotalmass为实际的磁流变液质量，其计算公式为：

M_mrftotalmass(t)=M_{mrftotalmassB}·(1-t·M_mrflossB-M_deposit(t))，式中：M_mrflossB为磁流变液正常运行过程中损失量，为0.02kg/h。

假设目标补水时长（在规定时间内达到目标粘度）为T_target，目标浓度为P_target，则在某时刻达到目标浓度，循环系统所需补水量的变化为：

M_waterchange=(P_B/100)·M_{mrftotalmassB}-M_mrftotalmass(t+T_target)·(P_target/100)，式中：M_waterchange为磁流变液达到目标浓度，补水量的变化量；P_B磁流变液初始浓度。

如果M_waterchange＞0，表示系统需要补水，则补水频率计算公式可以表示如下：F_waterfill=M_waterchange/(V_unit·T_target)+M_waterloss，式中：V_unit为微量泵单次补水量，为25微升。

如果M_waterchange≤0，表示系统不需要补水，则比较在T_target时间内，水分散失量是否能抵消补水变化量，水分散失总量计算公式为：

M_{totalwaterloss}=M_waterloss·T_target·V_unit

如果|M_waterchange|＞M_{totalwaterloss}，则表示补水变化量大于水分散失量，在目标之间内无法达到目标浓度，需要添加新的磁流变液（该磁流变液粘度等于初始粘度），磁流变液添加的量为：M_add=(|M_waterchange|-M_{totalwaterloss})/(P_target-P_B)

如果M_add＜0，则表示目标浓度太低，加入新磁流变液也无法达到目标浓度，发出警告。

如果|M_waterchange|≤M_{totalwaterloss}，则表示补水变化量小于水分散失量，可以在目标时间内，利用磁流变液水分自然散失到目标浓度，达到目标浓度时间为：

T_wait=|M_waterchange|/(M_waterloss·V_unit)

输出计算结果。记录最新的磁流变液粘度信息，将计算出的补水频率等结果信息输出，完成整个计算流程。

在磁流变抛光机床运行过程中，运用上述磁流变液粘度稳定性控制方法，统计在以一个月当中连续10次运行过程，分析其在整个加工过程中粘度波动误差的变化情况，如图4所示，可以得到磁流变液粘度波动误差在0.63%～1.56%之间，平均为1.2%；这说明本磁流变液粘度稳定性控制方法具有很好的实际效果。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种磁流变液粘度稳定性控制方法，其中包括以下步骤：

步骤一、根据需要设定磁流变液循环系统中磁流变液的目标粘度值μ′_r；

步骤二、相对粘度变化率的计算，根据磁流变液循环系统中磁流阀电流强度I、管路压力P以及管路流量Q，计算连续的不同时间点的相对粘度值μ_r，通过计算得到相邻两时间点的相对粘度变化率dμ_r，其中所述相对粘度变化率计算公式为： ${\mathrm{d\μ}}_r=\frac{{\mathrm{\μ}}_r^i-{\mathrm{\μ}}_r^{i-1}}{\mathrm{\Δ}t}$

式中：——此刻的相对粘度值

——相邻的上一时间点的相对粘度值

Δt——相邻两次测定间隔时间；

步骤三、进行是否需要补水的逻辑判断，设定目标相对粘度值μ′_r及相对粘度变化率dμ_r之间的波动常数，根据所述目标相对粘度值μ'_r、相对粘度变化率dμ_r及波动常数之间的关系进行以下逻辑判断：

当相邻两时间点的相对粘度变化率dμ_r小于该波动常数时，并且此刻的相对粘度值大于目标相对粘度值μ′_r时，所述磁流变液循环系统判断为需要补水状态，则进行步骤四及步骤五；

当相邻两时间点的相对粘度变化率dμ_r大于该波动常数时，进行步骤六；

当在满足相邻两时间点的相对粘度变化率dμ_r小于该波动常数的前提下，此刻的相对粘度值小于目标相对粘度值μ'_r时，进行步骤七；

步骤四、补水频率的计算，通过实验确定磁流变液循环系统的基准补水频率f₀，通过补水公式计算补水频率f_t，其中所述补水公式为：

步骤五、所述磁流变液循环系统根据计算得到的补水频率向该循环系统中的微量泵发出指令进行补水，保持磁流变液粘度的稳定；

步骤六、所述磁流变液循环系统判断该系统中存在局部堵塞，不进行补水频率的计算，并发出报警；

步骤七、所述磁流变液循环系统判断为不缺水状态，并向该循环系统中的微量泵发出停止补水的指令。

2.根据权利要求1所述的磁流变液粘度稳定性控制方法，其特征在于，步骤二中所述相对粘度值μ_r通过相对粘度计算公式得到，所述相对粘度计算公式为：式中K为系数。

3.根据权利要求1所述的磁流变液粘度稳定性控制方法，其特征在于，所述波动常数设定为0.8。

4.根据权利要求2所述的磁流变液粘度稳定性控制方法，其特征在于，相对粘度的计算公式中系数K值的确定方法包括以下步骤：

步骤Ⅰ、确定磁流变液循环系统中磁流阀电流强度、管路压力以及管路流量三个参量的变化范围；

步骤Ⅱ、将所述相对粘度计算公式中的系数K取值为1，根据所述三个参量的变化范围，计算相对粘度μ_r可能的最大值μ_rmax；

步骤Ⅲ、调节系数K的值，使得μ_rmax/K尽量接近150，并将μ_rmax/K最接近150时K的取值作为所述相对粘度计算公式中K的值。

5.根据权利要求4所述的磁流变液粘度稳定性控制方法，其特征在于，当所述相对粘度值μ_r与目标粘度值μ′_r相差较大时，可使用离线控制方法进行磁流变液粘度的调节，其包括以下步骤：

步骤①、确定磁流变液循环系统中磁流变液初始浓度P_B；

步骤②、计算所述磁流变液循环系统的工作状态参数的修正系数、环境温湿度修正系数以及机床类型修正系数，并根据该三个修正系数计算磁流变液的水分散失速率，另外采用六次多项式拟合方法计算磁流变液沉淀规律；

步骤③、根据磁流变液初始浓度P_B、水分散失速率以及磁流变液沉淀规律计算补水速率、补水时长或添加磁流变液的量；

步骤④、所述磁流变液循环系统根据计算结果向该系统中的微量泵发出指令，进行补水或添加磁流变液，使其中磁流变液粘度接近目标粘度值μ′_r。

6.根据权利要求5所述的磁流变液粘度稳定性控制方法，其特征在于，当所述相对粘度值μ_r与目标粘度值μ′_r的差值大于10cP时，采用离线控制方法进行磁流变液粘度的调节。

7.根据权利要求6所述的磁流变液粘度稳定性控制方法，其特征在于，步骤①中磁流变液初始浓度P_B可根据相对粘度换算得到，其换算公式为：p＝μ_r.k_v，式中：p为磁流变液浓度，k_v为比例系数。