Prototyping an MR damper system

• Autorzy: Trębacz P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.11.34

Warianty tytułu

PL

Budowa modelu systemu MR obejmującego tłumik i regulator PWM

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Magnetorheological (MR) shock absorbers are semi-active devices based on smart fluids. The fluid when exposed to magnetic field undergoes a transition from a liquid to a pseudo-solid. The change is reversible and fast and it has made the material attractive for use in semi-active real-time systems for vibration reduction. At the same time designing a shock absorber is a complex process due to the multi-physics involved. In this paper the author shows an approach that can be used for virtual prototyping studies of MR flow-mode devices. Magnetostatic calculations are followed by time-harmonics analyses of the circuit of the valve. The analysis is then complemented by a parametric study of the controller-damper system subjected to regulated (commanded) current step inputs using a lumped parameter model of the MR valve.

PL

Tłumiki magnetoreologiczne (MR) należą do grupy semi-aktywnych urządzeń wykorzystującyc tzw. ciecze inteligentne. Ciecz magnetoreologiczna jest zawiesiną cząstek ferromagnetycznych I nalezy do grupy materiałów o sterowalnych właściwościach reologicznych. Ciecz MR umieszczona w polu magnetycznym zmianie zmienia lepkość pozorną. Zmiana ta jest szybka i odwracalna, a końcowy stan materiału zależy od natężenia pola magnetycznego. Dzięki temu materiały te znalazły zastosowanie w semi-aktywnych układach redukcji drgań. Zaprojektowanie tłumika MR o odpowiednich osiągach jest jednak zadaniem złożonym. W niniejszym artykule autor przedstawia koncepcję budowy modelu systemu MR obejmującego tłumik i regulator PWM. Na wybranym przykładzie przedstawiono wyniki obliczeń polowych magnetostatycznych i harmonicznych obwodu tłumika. Wyniki obliczeń posłużyły m.in. do budowy modelu obwodu sterującego tłumika o parametrach skupionych z regulatorem.

Słowa kluczowe

EN

MR damper; magnetorheological damper; finite element model; transient states

PL

tłumik MR; tłumik magnetoreologiczny; model polowy; model o parametrach skupionych; stany przejściowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 11
• Strony: 149--154
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Trębacz P.

• Instytut Automatyki i Trakcji Elektrycznej, Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej, Politechnika Krakowska, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

Bibliografia

• [1] Carlson J.D., Catanzarite D.M., St. Clair K.A., Commercial magneto-rheological fluid devices., International Journal of Modern Physics B, 10 (1996), no. 23-24, 2857-2865
• [2] Jolly M.R., Bender J.W., Carlson J.D., Properties and applications of commercial magnetorheological fluis., Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 10 (1999), no. 1, 5-13
• [3] Gołdasz J., Sapiński B., Insight into Magnetorheological Shock Absorbers, Springer International Publishing (2015)
• [4] Carlson J.D., What makes a good MR fluid?, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 13 (2002), no. 7-8, 431-435
• [5] Choi S.B., Li W., Yu M., Du H., Fu J., Do P.X., State of the art of control schemes for smart systems featuring magnetorheological materials., Smart Materials and Structures, 25 (2016), no. 4, 043001
• [6] Nehl T.W., Gopalakrishnan S., Deng F., Direct flux control system for magnetic structures, U.S. Patent Application No. 11/451,935
• [7] Kubik M., Machacek O, Strecker Z., Roupec J., Mazurek I., Design and testing of magnetorheological valve with fast response time and great dynamic force range., Smart Materials and Structures, 26 (2017), 047002
• [8] Strecker Z., Roupec J., Mazurek I., Machacek O., Kubik M., Klapka M., Design of magnetorheological amper with short time responce, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 26 (2015), no. 17, 1951-1958
• [9] Mayer D., Ulrych B., Complex inductance and its computer modelling., Journal of Electrical Engineering, (2002), no. 1-2, 24-29
• [10] Gołdasz J, Dzierżak S., Parametric study on the performance of automotive MR shock absorbers., In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, (2016), no. 1, 012004
• [11] Jastrzębski Ł, Sapiński B., Electrical interface for an MR damper-based vibration reduction system with energy harvesting capability, In In Proceedings of the International Carpathian Control Conference, (2017), 189-192, doi:10.1109/CarpathianCC.2017.7970395

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).