摘 要

减振器是汽车悬架系统的重要组成部分，其性能的好坏将直接影响汽车行驶的平顺性。传统的减振器主要是固定阻尼力的减振器，不能根据不同的路面条件和车辆行驶的情况进行及时的调节；电磁减振器通过加速度传感器和悬架行程传感器对车轮和车身运动状况进行实时监测，并将数据传输给电子控制器ECU, 电子控制器ECU发出指令对电磁减振器内的电流进行调节，从而改变磁场的强度，使磁流变液在液体和固体之间转变，进而达到阻尼力可调的效果。与此同时其价格低廉，制造工艺简单、减震效果好，正逐步应用于现代汽车的悬架系统。本论文对电磁减振器的特性进行分析并对电磁减振器的各种力学模型进行研究。

本文利用奥迪轿车电磁减振器特性试验数据，绘出在不同的电流、速度、位移情况下的力——位移及力——相对速度的关系曲线，研究各种参数变化对减振器的影响；在实验的基础上对各种电磁减振器的力学模型进行分析，评价优缺点；最后利用Matlab对Bingham模型和多项式模型进行参数识别和数据拟合，得出阻尼力和电流及相对速度的数学关系式。

论文利用磁流变减振器测试试验台和试验标准“QC/T 545—1999汽车筒式减振器台架试验方法”，还使用了Matlab数据软件。

关键词：电磁减振器；磁流变液；Bingham模型；拟合；磁流变减振器测试试验台

MR damper Characteristics Analysis and Modeling Study

Abstract

Damper is an important component of the vehicle suspension system, its performance will directly affect the smooth running of vehicles. Conventional damper mainly is fixed damping force damper, not according to different road conditions and traffic situation to regular timely; MR damper monitor the wheel and body motion situation in real time by the acceleration sensor and suspension travel sensor, and data to the electronic controller ECU, electronic controller ECU issued a directive on Electromagnetic damper to adjust the current, thus changing the strength of magnetic field, making MRF change between the liquid and solid, and thus achieve the effect of adjusting damping force. At the same time its low price, simple manufacturing process, damping effect, is gradually used in modern automotive suspension systems. In this thesis, the characteristics of MR damper are analyzed and various mechanical models of MR damper are studied.

In this paper, the test data of Audi MR damper are used to draw the curve of the force - displacement and force - relative velocity under different current, velocity and displacement, then we study the change of various parameters how to effect MR damper; Analyzing variety of mechanical model of MR damper on the basis of the experimental, evaluating strengths and weaknesses; Finally, parameter identification and data fitting of Bingham model and polynomial model by Matlab, obtaining the mathematical relationship of damping force and the current and the relative speed.

Thesis uses MR damper test platform and test standards” QC / T 545-1999 test method for Automobile Shock Absorber”, also use Matlab software.

Keywords:Magnetorheological Damper(MR), Magnetorheological fluid(MRF), Bingham model, Fitting, Magnetorheological Damper test platform

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1. 动词
   1. change
   2. transform

目 录

摘 要 II

Abstract III

1 绪 论 1

1.1 电磁减振器的发展与运用情况 1

1.1.1 减振器的发展历史 1

1.1.2 电磁减振器概述及发展现状 3

1.1.3 电磁减振器的运用情况 5

1.2 电磁减振器研究综述 6

1.2.1 电磁减振器特性综述 6

1.2.2 电磁减振器力学模型发展综述 6

1.3 论文研究思路及主要研究内容 7

1.3.1 论文的研究思路 7

1.3.2 论文的主要研究内容 7

2 汽车电磁减振器的工作原理研究 8

2.1 磁流变材料及其特性 8

2.2 电磁减振器的工作模式 9

2.3 汽车电磁减振器的基本工作原理 10

2.3.1 汽车电磁减振器的结构形式 10

2.3.2 以“双杆单筒”为例分析基本工作原理 12

3 奥迪轿车电磁减振器试验与结果分析 14

3.1 试验设备 14

3.2 试验过程 15

3.3 试验结果分析 16

4 电磁减振器力学模型研究 19

4.1 电磁减振器各种力学模型分析 19

4.1.1 参数模型 19

4.1.2 非参数模型 25

4.1.3 混合模型 26

4.2 各种力学模型的比较 26

4.3 电磁减振器模型在应用中存在的问题及解决办法 27

5 电磁减振器的试验建模与参数识别 29

5.1 宾汉姆（Bingham）模型 29

5.1.1 宾汉姆（Bingham）模型的建模 29

5.1.2 宾汉姆（Bingham）模型的参数识别 30

5.2 多项式模型 31

5.2.1 多项式模型的建模 31

5.2.2 多项式模型的参数识别 33

6 总结 35

致谢 36

参考文献 37

1 绪 论

一百多年前德国人卡尔·奔驰（1844-1929）发明了第一辆三轮汽车，它的时速只有18公里，而今天超级跑车从速度为零加速到100公里∕小时只需要三秒多一点。在这风风雨雨的一百多年里，汽车已成为全球经济支柱产业之一，也成为了我们生活和工作中不可或缺的一部分。

现代人在要求汽车速度提升的同时更加注重于其性能的完善和强大。现代汽车除了保证传统性能即传动性﹑行驶性和制动性等，还要改善其行驶的平顺性和提高其行驶过程中的安全性。汽车悬架系统是行驶平顺性和安全性的主要体现，而减振器是悬架系统的重要组成部分，研究减振器对提高汽车的性能有深远的意义。

1.1 电磁减振器的发展与运用情况

1.1.1 减振器的发展历史

减振器是改变振源干扰力或系统的传递特性，使振动减小的装置。在现代汽车中，平顺性成为了评价汽车性能的重要标准；为了改善汽车的平顺性，在大多数汽车的悬架系统内部装有减振器。

这里我们研究的减振器的发展历史主要是从减振器产生阻尼的材料来入手，材料不同表现出来的性能就不相同，我们大概可以分为以下几种：液力减振器，充气式减振器，阻尼可调式减振器。