64、磁流变阻尼器动态建模与新型自适应减震器的研究

磁流变阻尼器动态建模与新型自适应减震器的研究

1. 磁流变阻尼器迟滞模型概述

磁流变阻尼器（MRDs）的迟滞现象模型可分为非参数模型和参数模型。非参数模型包括多项式模型、神经网络模型、模糊模型和基于分区的模型等，虽然它们能很好地拟合 MRDs 的实际迟滞曲线，但缺乏物理意义且计算成本高。参数动态模型则因保留了如弹簧、阻尼器和摩擦等机械因素的物理意义而更受青睐，例如宾汉模型、双粘性模型、粘弹 - 塑性模型和 Bouc - Wen 模型等。为了增强原点附近的迟滞预测性能，Spencer 等人基于 Bouc - Wen 模型开发了一种现象学模型，但该模型包含两个微分方程和十个基本参数，导致参数识别和控制设计复杂。

此前的模型虽能描述 MRDs 的迟滞特性，但主要通过机械和迟滞因素组合来适应迟滞曲线形状，无法将设计阶段与动态建模有意义地联系起来，不能反映 MRDs 的物理本质，限制了其适用性和改进潜力。因此，研究提出了一种基于 QSHM 模型的新方法进行 MRDs 动态建模。

2. 基于 QSHM 模型的新方法概念

QSHM 模型是在 QS 模型框架内补充 HM 因子而构建的。QS 机械参数代表物理本质，HM 参数表征 MRDs 的非线性动态响应。模型的控制方程为：
[F = F_{QS} * HM]
其中，(F) 是阻尼力，(F_{QS}) 是基于 QS 模型的阻尼力，(HM) 是迟滞乘法因子。

对于 MRDs，QS 阻尼力可分解为三个分量：
[F_{QS} = F_{\eta} + F_{\tau} + F_{f}]
其中，(F_{\eta}) 是粘性阻尼力，(F_{\tau}) 是屈服应力引起的阻尼