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李忠献徐龙河 著

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店铺： 科学出版社旗舰店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030335906

商品编码：10356995833

包装：精装

开本：16

出版时间：2012-04-06

页数：292

字数：356

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新型磁流变阻尼器及半主动控制设计理论
	定价	80.00
	出版社	科学出版社
	版次	1
	出版时间	2012年04月
	开本	16
	作者	李忠献,徐龙河
	装帧	精装
	页数	292
	字数	356
	ISBN编码	9787030335906

内容介绍
近年来以磁流变液为代表的新型智能材料的应用为半主动控制技术的发展注入了新的活力，由磁流变液等智能材料与半主动控制技术相结合构成的结构智能控制系统正逐渐成为新的热点领域，至今已经取得了众多的研究成果，并已经开始进入工程实际应用阶段。本书系统地总结和阐述了新型磁流变阻尼器的设计原理、动力特性、滞回模型、半主动控制理论与方法及其在工程结构及大跨度空间结构中的应用分析等。着重介绍了作者多年来的相关研究成果，书中主要内容包括新型磁流变阻尼器基于磁路欧姆定律、基于有限元分析的设计理论与方法，新型螺旋凹槽磁流变阻尼器、新型双向调节磁流变阻尼器、新型全通道有效磁流变阻尼器的动力特性及滞回模型，基于信赖域的瞬时

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目录
前言
第1章 磁流变阻尼器半主动控制概述
1.1 引言
1.2 磁流变液的研究与发展
1.3 磁流变阻尼器半主动控制的研究与发展
1.3.1 磁流变阻尼器结构型式
1.3.2 磁流变阻尼器力学模型
1.3.3 磁流变阻尼器半主动控制算法
1.4 磁流变阻尼器半主动控制系统的工程应用
参考文献

第2章 磁流变阻尼器基于磁路欧姆定律的设计理论与方法
2.1 磁流变阻尼器工作原理
2.1.1 基本工作模式
2.1.2 阻尼力调节原理
2.2 制作材料选取原则
2.2.1 磁流变液选取
2.2.2 结构主体材料选取
2.3 磁流变阻尼器构造设计
2.3.1 参数优化
2.3.2 结构设计
2.3.3 强度验算
2.3.4 密封设计
2.3.5 磁路设计
参考文献

第3章 磁流变阻尼器基于有限元分析的设计理论与方法
3.1 磁路饱和有限元分析
3.2 多级装配式磁流变阻尼器磁路有限元分析
3.3 剪切阀式磁流变阻尼器简化设计方法
3.3.1 设计原理
3.3.2 数值模拟
参考文献

第4章 新型螺旋凹槽磁流变阻尼器及动力特性
4.1 螺旋凹槽的设计及阻尼力的微观变化
4.2 螺旋凹槽磁流变阻尼器动力特性测试与分析
4.2.1 力学性能
4.2.2 恢复力模型及其修正
参考文献

第5章 新型双向调节磁流变阻尼器及动力特性
5.1 新型复合磁路结构
5.2 设计与加工
5.2.1 基本结构
5.2.2 材料选取
5.2.3 结构参数确定
5.2.4 方案优选
5.3 磁场测量与分析
5.4 动力性能测试与分析
参考文献

第6章 新型全通道有效磁流变阻尼器及动力特性
6.1 全通道有效磁路结构
6.2 磁路有限元分析
6.3 基于磁通均衡理论的设计方法
6.4 方案优选与制作
6.5 磁场测量与分析
6.6 动力性能测试与分析
参考文献

第7章 新型磁流变阻尼器动力滞回模型
7.1 MR-J型阻尼器阻尼力预估模型
7.1.1 阻尼器性能测试与分析
7.1.2 阻尼力预估模型
7.2 Logistic分段模型
7.2.1 模型函数
7.2.2 分段参数识别
7.2.3 模型识别与试验结果
7.3 Gompertz模型
7.3.1 模型函数
7.3.2 输入电流相关参数识别
7.3.3 峰值速度相关参数识别
7.3.4 Gompertz模型
参考文献

第8章 磁流变阻尼器基于信赖域的瞬时zui优半主动控制理论与方法
8.1 优化方程组
8.2 精细积分法
8.3 信赖域法求解方程
8.4 框架结构数值模拟分析
8.4.1 磁流变阻尼器
8.4.2 受控结构模型
8.4.3 控制效果对比分析
8.5 悬臂梁振动控制试验
8.5.1 试验装置及流程
8.5.2 模型修正与降阶
8.5.3 NARX神经网络磁流变阻尼器模型
8.5.4 试验结果分析
8.6 大跨度空间结构信赖域瞬时zui优半主动控制
8.6.1 多维多点地震激励下基本方程
8.6.2 仿真分析
参考文献

第9章 磁流变阻尼器模型预测控制理论与方法
9.1 系统状态方程
9.2 模型预测控制
9.3 数值算例分析
9.3.1 阻尼器模型
9.3.2 时滞补偿及效果分析
参考文献

第10章 磁流变阻尼器神经网络预测控制理论与方法
10.1 结构模型的简化
10.2 神经网络在线补偿器
10.3 基于在线补偿的预测控制算法
10.4 数值算例分析
参考文献

第11章 磁流变阻尼器出力状态设计和分级控制理论与方法
11.1 力学模型
11.2 出力状态设计
11.2.1 zui大出力状态
11.2.2 中等出力状态
11.3 分级控制算法
参考文献

第12章 磁流变阻尼器小波包分解模态半主动控制理论与方法
12.1 模态控制基本方程
12.2 模态控制器设计
12.3 KalHlan滤波状态估计器
12.4 小波包分解与重构
12.5 竖向地震激励下模态半主动控制仿真分析
12.5.1 结构模型
12.5.2 小波包分解
12.5.3 控制效果分析
12.6 多维多点激励下模态半主动控制仿真分析
参考文献

第13章 磁流变阻尼器模糊控制理论与方法
13.1 基于模糊理论的半主动控制
13.1.1 模糊控制器
13.1.2 模糊控制表
13.2 在线自适应调节的模糊控制方法
13.3 数值算例分析
参考文献

革新动力学控制的新篇章：磁流变技术的深度探索与工程实践 在瞬息万变的现代工程领域，对动态系统的高效、精准控制已成为衡量技术先进性的重要标尺。从航空航天器到汽车悬挂，再到精密仪器设备的减震防灾，任何能够最大程度减少振动、提高稳定性和提升性能的解决方案都备受瞩目。在众多控制技术中，磁流变（Magnetorheological，简称MR）技术以其独特的响应速度、可控性和能量效率，正以前所未有的姿态，引领着半主动控制设计理论的新浪潮。 本书并非仅仅是对现有知识的简单罗列，而是致力于深入剖析新型磁流变阻尼器的工作原理、设计精髓以及其在半主动控制系统中的理论构建与工程应用。我们将一同踏上这场探究智能阻尼与高效控制的旅程，理解磁流变技术如何通过电磁场的精确调控，实现阻尼力的即时、连续、可逆变化，从而为解决一系列棘手的动力学控制难题提供革命性的思路。 一、磁流变技术基石：从微观粒子到宏观阻尼 要理解新型磁流变阻尼器及其控制理论，首先必须深入其核心——磁流变液。磁流变液是一种由磁性微粒（如羰基铁粉）悬浮在非导电载体液体（如硅油、矿物油）中形成的胶体。其神奇之处在于，当施加外部磁场时，这些微小的磁性粒子会迅速排列成链状结构，显著增加液体的粘度，从而产生强大的阻尼力。而当磁场消失，粒子又会重新分散，恢复到低粘度状态。这种独特的“磁致粘滞”效应，正是磁流变阻尼器实现可控阻尼的关键。 本书将详细阐述磁流变液的微观结构、粒子间的相互作用、载体液的性质以及添加剂的影响，这些因素共同决定了磁流变液的性能参数，如屈服应力、零场粘度、响应时间等。我们将通过理论推导和实验分析，揭示不同磁流变液配方对阻尼器性能的影响，并探讨如何根据实际工程需求，优化磁流变液的组成，以达到最佳的阻尼效果。 二、新型磁流变阻尼器的设计挑战与创新突破 阻尼器的核心功能在于耗散能量，以抑制系统的振动。在磁流变阻尼器中，这一功能通过磁流变液在特定流动通道中的剪切和扩张来实现。然而，实现高效、可靠的磁流变阻尼并非易事，它涉及到一系列复杂的工程设计问题。 本书将重点关注新型磁流变阻尼器的设计理论与创新实践。我们将从基本原理出发，解析磁流变阻尼器内部的流体动力学和电磁场耦合效应。我们将深入探讨不同类型的磁流变阻尼器结构，如活塞式、阀门式、柱塞式等，分析它们各自的优缺点，以及在不同应用场景下的适用性。 尤为重要的是，本书将聚焦于“新型”磁流变阻尼器的设计。这意味着我们将超越传统设计，引入最新的研究成果和工程经验。例如，如何设计更紧凑、更轻量化的阻尼器结构，以适应空间受限的应用；如何优化磁路设计，提高磁场强度和均匀性，从而增强阻尼响应的精度和速度；如何解决磁流变液在长期使用过程中的磨损、沉降等问题，提高阻尼器的耐久性和可靠性；以及如何设计高效的冷却系统，以应对高速运动产生的热量。 本书还将探讨新型阻尼器在材料选择上的创新，例如采用耐磨损、高导磁率的材料，以及具有良好密封性能的材料。同时，我们将分析先进制造技术（如3D打印）在制造复杂磁流变阻尼器结构中的潜力。 三、半主动控制理论的构建：智能响应与系统优化 磁流变阻尼器的真正价值体现在其与控制系统的结合，构成半主动控制系统。与完全主动控制系统相比，半主动控制系统在能量消耗和系统复杂度上具有显著优势，同时又能提供远超被动控制的性能。其核心在于，通过实时监测系统的状态（如位移、速度、加速度），并根据预设的控制算法，精确调节施加于磁流变阻尼器上的磁场强度，从而动态地改变阻尼力，实现对系统振动的有效抑制。 本书将深入构建和阐述半主动控制理论。我们将从系统的动力学建模开始，建立包括磁流变阻尼器在内的完整系统模型。在此基础上，我们将详细介绍各种半主动控制策略，包括： 基于反馈的控制策略： 例如，基于位移、速度或加速度反馈的比例-积分-微分（PID）控制、模糊逻辑控制、神经网络控制等。我们将分析不同控制算法的鲁棒性、响应速度和控制精度，并探讨如何根据系统特性选择最合适的控制算法。 基于状态观测的控制策略： 考虑到某些状态变量可能无法直接测量，我们将介绍状态观测器的设计，如卡尔曼滤波器，用于估计系统的内部状态，为控制算法提供必要的输入。 预测控制策略： 探讨如何利用系统的未来状态信息，通过预测模型来优化阻尼力输出，进一步提升控制性能。 自适应控制策略： 针对系统参数可能随时间变化的场景，研究自适应控制方法，使控制系统能够实时调整自身参数，保持最优控制效果。 本书将强调控制理论与阻尼器设计的紧密联系。我们将分析控制算法对磁流变阻尼器性能的要求，反之亦然。例如，控制算法的切换频率、磁场控制的精度等，都直接影响到阻尼器的设计选型。 四、工程应用的前沿探索与案例分析 理论研究的最终目的是服务于实际工程。本书将通过丰富的工程应用案例，展示新型磁流变阻尼器及其半主动控制技术在不同领域的卓越表现。 汽车悬挂系统： 探讨磁流变悬挂如何显著提升车辆的行驶平顺性、操控稳定性和乘坐舒适性，尤其是在复杂路况下。我们将分析其在主动减震、疲劳寿命预测以及能量回收等方面的潜力。 轨道交通减震： 研究磁流变技术在高铁、地铁等轨道交通车辆中的应用，以降低轮轨冲击、减小结构振动，提高乘客的舒适度和安全性。 桥梁与建筑减隔震： 阐述磁流变阻尼器在应对地震等自然灾害中的作用，如何通过智能调控，有效耗散地震能量，保护结构安全。 航空航天领域： 探讨其在飞机起落架、火箭发射平台减震以及空间站设备减震等方面的应用潜力。 工业设备减振： 例如，在高精度机床、精密仪器、风力发电机组等设备中，如何利用磁流变技术实现对特定频率振动的精确抑制。 人体工程学与康复设备： 探讨其在辅助行走、康复训练设备中的应用，为用户提供更舒适、更安全的体验。 在每一个案例分析中，本书都将深入剖析具体的工程挑战，介绍磁流变阻尼器和控制系统的设计方案，并通过仿真或实际测试数据，验证其性能表现。我们将关注系统的实际运行效果，包括减振效果、能量效率、可靠性以及成本效益等。 五、面向未来的展望：挑战与机遇 尽管磁流变技术在工程界已展现出巨大的潜力，但仍面临着一些挑战。例如，磁流变液的长期稳定性、磁场泄漏控制、系统集成复杂性以及成本问题等，都需要进一步的研究和技术突破。 本书将对磁流变技术未来的发展方向进行展望。我们将探讨诸如： 新型磁流变材料的研发： 探索具有更高响应速度、更宽温度范围、更强耐久性的磁流变液，以及新型磁性颗粒和载体液的开发。 智能化与集成化设计： 将磁流变阻尼器与传感器、微处理器、通信模块等集成，实现更高级别的智能化控制和系统互联。 能量收集与再生： 研究如何从振动能量中回收能量，并将其用于驱动磁流变阻尼器，实现能量自给自足的智能阻尼系统。 与其他先进控制技术的融合： 探索将磁流变技术与人工智能、机器学习、先进信号处理等技术相结合，开发更强大、更灵活的控制解决方案。 本书旨在为广大工程技术人员、科研工作者、研究生以及对磁流变技术和先进控制感兴趣的读者，提供一个全面、深入、前沿的学习平台。我们希望通过本书的系统阐述，能够激发更多创新思维，推动磁流变技术的进一步发展，为构建更安全、更高效、更舒适的未来工程世界贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我一直对半主动控制在工程减震领域的应用充满兴趣，而这本书无疑为我打开了新的视野。它不仅仅停留在介绍MR Damper本身，更深入地探讨了如何将其融入到半主动控制系统中。我特别欣赏书中关于控制策略的设计和实现部分。作者系统地梳理了多种经典的半主动控制算法，如Skyhook、Groundhook以及模糊控制、神经网络控制等，并详细分析了它们在MR Damper控制中的适用性和局限性。更让我感到惊喜的是，书中还提供了一些具体的控制系统框图和算法流程，这对于我这样希望将理论转化为实际应用的工程师来说，简直是宝贵的参考资料。我能够清晰地看到，如何将传感器采集到的振动信号，经过预处理后，输入到控制算法中，然后输出相应的控制信号去调节MR Damper的电流，从而实现对结构振动的有效抑制。书中对参数辨识、模型预测以及鲁棒性分析等方面的探讨，也让我对控制系统的设计有了更深刻的理解，这在实际工程中，面对各种不确定性和扰动时，是至关重要的。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对智能结构和材料科学有深入研究的学者，我在这本书中发现了很多创新的观点和前沿的技术。作者对磁流变阻尼器在智能结构设计中的作用进行了深入的探讨，提出了许多富有启发性的设计理念。例如，书中关于如何将MR Damper集成到柔性结构中，以实现可控的形状变化和力学性能调控，以及如何利用MR Damper实现结构的自适应减震和能量吸收，都给我留下了深刻的印象。这些研究方向，代表了未来智能材料和结构发展的重要趋势，也为我的科研工作提供了新的思路和方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容的深度和广度上都给我留下了深刻的印象。我尤其关注书中关于磁流变液（MRF）材料的性能表征和选择的部分。作者详细介绍了MRF的组成、微观结构以及其在不同磁场强度下的流变行为。书中对MRF的剪切应力、粘度、屈服应力等关键参数的测试方法和理论模型进行了深入的讲解，这对于我们理解MR Damper的工作机理至关重要。同时，书中也提供了一些关于不同类型MRF在特定应用场景下的适用性分析，例如，针对高温、低温或者高湿度环境的MRF选择建议。这些实用的信息，能够帮助我们避免在材料选择上走弯路，从而更有效地设计出满足特定要求的阻尼器。此外，书中还涉及了MRF的稳定性、耐久性以及长期使用的可靠性等问题，这些都是在实际应用中不可忽视的重要因素，能够为我们提供宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节编排也相当合理，逻辑清晰，循序渐进。从磁流变阻尼器的基本原理入手，逐步深入到其结构设计、材料选择、控制策略以及应用前景。这种结构安排，使得读者能够建立起完整的知识体系，并且能够根据自己的需求，快速找到感兴趣的内容。我尤其喜欢书中关于“挑战与机遇”的章节，作者对MR Damper技术未来发展方向的预测，以及对当前研究中存在的技术瓶颈的分析，都非常有见地。这不仅为我提供了研究思路，也激发了我对该领域进一步探索的兴趣。通过阅读这本书，我感觉自己对MR Damper技术有了更加系统和全面的认识。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期关注减震技术和智能材料应用的工程师，我最近入手了这本《[按需印刷] 新型磁流变阻尼器及半主动控制设计理论》。这本书的内容简直是为我量身定做的，让我眼前一亮。首先，从书的整体构思来看，它并没有局限于单一的理论阐述，而是将理论与实践巧妙地结合在一起。在阅读的过程中，我惊喜地发现，作者不仅深入剖析了磁流变阻尼器（MR Damper）的核心工作原理，包括其材料特性、流变机理以及电磁场对其性能的影响，更重要的是，它详细阐述了如何基于这些原理进行新型MR Damper的设计。这一点对于我们实际工程应用来说至关重要。我们常常会遇到理论模型与实际产品之间的差距，而这本书在理论部分的基础上，提供了大量关于结构优化、材料选择、密封设计以及散热方案等方面的详细指导。例如，在介绍MR Damper的结构设计时，作者列举了多种不同类型的阻尼器结构，并分析了它们各自的优缺点，比如活塞杆的密封方式、流道的设计对阻尼力的影响，以及如何通过调整磁场的分布来获得更优异的阻尼性能。这种细致入微的设计考量，让我能够更好地理解并应用到我自己的项目中。

评分☆☆☆☆☆

这本书在图文并茂方面也做得相当出色。书中大量的插图、表格和曲线图，有效地辅助了文字内容的理解。例如，在解释MR Damper的内部结构时，书中提供了清晰的三维模型图，让我能够一目了然地了解各个部件的布局和相互关系。在展示MR Damper的性能测试结果时，书中使用了大量的性能曲线图，直观地展示了阻尼力与速度、磁场强度之间的关系，以及阻尼器在不同工况下的响应特性。这些精美的图表，不仅使阅读过程更加轻松有趣，也极大地提升了信息的传达效率。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏书中在设计理论和实际应用之间架起的那座桥梁。很多学术著作往往停留在理论层面，而这本书则能够将复杂的理论知识转化为可操作的设计指南。在介绍新型磁流变阻尼器设计时，作者不仅给出了设计公式和流程，还提供了大量的工程实例和设计图纸。例如，书中通过一个具体的实例，详细演示了如何根据目标减震性能，来计算阻尼器的关键参数，如线圈匝数、磁隙大小、活塞杆直径等。同时，书中还提供了关于材料应力分析、热量管理以及防腐蚀等方面的设计考虑，这些细节对于确保阻尼器的可靠性和耐久性至关重要。这种“手把手”式的指导，对于工程师来说，无疑是非常有价值的。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这本书是一本非常优秀的关于新型磁流变阻尼器及半主动控制设计理论的专业书籍。它不仅内容丰富、论证严谨，而且实践性强、图文并茂。无论你是从事相关领域的研究人员，还是希望将MR Damper技术应用于实际工程的工程师，亦或是对智能减震技术感兴趣的学生，这本书都将是你的不二之选。它能够帮助你深入理解MR Damper的工作原理，掌握其设计和控制的关键技术，并为你的创新研究和工程实践提供宝贵的指导。我强烈推荐这本书。

评分☆☆☆☆☆

在阅读这本书的过程中，我一直在思考它在不同工程领域的应用潜力。书中不仅探讨了MR Damper在汽车悬挂、桥梁减震、轨道交通等传统领域的应用，还积极展望了其在航空航天、机器人以及生物医疗等新兴领域的应用前景。例如，在航空航天领域，MR Damper可以用于起落架的减震，或者在航天器姿态控制系统中发挥作用。在机器人领域，MR Damper可以用于提升机器人的运动精度和稳定性，尤其是在需要高精度定位和快速响应的场合。而在生物医疗领域，MR Damper有望用于制造更先进的仿生假肢，或者在康复设备中提供更自然的运动模拟。书中对这些潜在应用的分析，不仅拓宽了我的思路，也让我看到了MR Damper技术未来的广阔发展空间。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对实验验证和数据分析有着较高要求的读者，我在这本书中找到了很多共鸣。作者并没有仅仅停留在理论推导，而是花了相当大的篇幅来阐述实验测试方法和结果分析。书中详细介绍了MR Damper性能测试的实验装置、测试规程以及数据处理方法。例如，关于如何准确测量阻尼力-速度曲线、如何评估阻尼器在不同温度和频率下的响应特性，以及如何进行疲劳寿命测试等，都提供了清晰的指导。更让我惊喜的是，书中展示了大量基于实验数据的仿真与验证结果，这些真实可靠的数据，极大地增强了我对书中理论模型和设计方法的信心。通过对比实验数据和仿真结果，我可以更直观地理解模型的准确性，并为进一步优化设计提供依据。这种理论与实验相结合的研究方法，是提升工程实践水平的关键。