21]此外本发明的PC电脑控制仿真验证平台不限于台式PC电脑，也可以按照在便携式笔记本电脑上运行。程控恒流源设备主要是将控制算法得到的数据转换成驱动磁流变减振器激磁线圈的激磁电流以产生不同的阻尼力。
[0022]如附图2所示，整个闭环控制仿真包括了 Iabview数采监控软件模块、波形显示模块和Simulink控制算法软件模型，通过软件实现了 Iabview同simulink之间的数据通信，使得Iabview软件中采集的振动传感器信号数据能够及时的输入到simulink控制算法模型中进行运算，同时控制算法的运算结果通过USB信号接口输出到程控恒流源设备来驱动磁流变减振器的激磁线圈以实现激磁电流到阻尼力的转换，整个闭环过程快速可逆，当监控显示波形不够理想时，可以实时修改simulink中的控制模型并直接进行仿真，从波形显示模块中查看并对比效果，从而实现整个磁流变减振器控制算法的开发、仿真和实验。如图2所示，通过振动加速度传感器实时采集安装在激振测试台架上的磁流变减振器，得到簧上和簧下振动信号，经过NI9220数据采集卡采样、预处理转换后输出到Iabview数采监控软件模块，进行软件滤波和显示处理，通过Iabview同simulink软件的接口 API实现数据到Simulink控制算法软件模型中，作为输入信号进行积分处理得到簧上和簧下速度，这两个速度作为控制算法的输入信号直接进入Simulink控制算法软件模型中进行算法运算，得到相关的输出电流，通过磁流变减振器激磁线圈电流同阻尼力的关系实现对减振器阻尼力的实时控制，如此完成一个控制算法仿真的闭环控制过程，同时施加阻尼力时，在下一个闭环控制仿真的时刻，可以通过采集的簧上和簧下振动信号在Iabview软件下的显示结果，并同前一个闭环进行实时比对，如此反复修改优化控制模型继而进行仿真实验得到最优最精确的控制模型，整个闭环过程，系统一直在工作，没有任何中断，对于实现磁流变减振器快速控制原型的开发、仿真和实验十分方便。
[0023]如附图3所示，本系统的软件有激振信号控制软件模块、Iabview数采监控软件模块、Simulink控制算法软件模型三大模块组成，而且三大模型的软件都是基于不同的运行环境开发。激振信号控制软件模块主要实现振动台架激振信号的生成与加载输出到激振器，lab view数采监控软件模块主要功能是采集NI9220数据采集卡的ADC (模拟数字转换)通道的数据，进行预处理，Simulink控制算法软件模型是基于simulink软件的控制系统模型，是进行快速控制原型开发的基础，用户在本发明的装置中，在simulink软件下搭建自己的控制策略算法模型，同本发明的装置进行集成，即可以实现快速控制原型闭环仿真和半实物仿真实验。Simulink控制算法软件模型的输入信号是Iabview数采监控软件模块得到的加速度振动(al和a2)信号，振动信号数据通过Iabview底层API函数同simulink软件的无缝传输，实现Simulink控制算法软件模型输入数据的实时获取。同时控制算法运算后得到的电流值通过simulinkUSB通信接口方式传输至实际的恒流源设备。图3中的实时曲线显示对比系统主要在Iabview数采监控软件模块的控制界面中实现，除了可以实时显示激振、簧上、簧下振动信号外，还可以显示Simulink控制算法软件模型得到的相对速度、电流大小，阻尼力值等数据。因此图3中的软件系统进行一次快速控制原型和半实物仿真闭环实验的流程是，首先振动测试台架激振信号加载到激振器并起振工作，数据采集卡实时采集振动信号并送至Iabview数采监控软件模块进行处理，处理后输入到simulink控制算法软件模型中进行积分运算，控制算法运算处理得到当前电流值数据，电流值数据通过USB信号接口送到程控恒流源设备，通过恒流源输出具体的电流值驱动磁流变减振器的激磁线圈产生阻尼力。通过监控显示系统对比当前的振动信号、簧上簧下相对速度、目标电流值、目标阻尼力值，通过优化修改控制模型，再直接进行下一次仿真，得到下一次的实验结果，同上一次进行对比即完成一次闭环控制仿真实现。
[0024]通过本发明的装置，可以十分方便快速的实现磁流变减振器控制算法的快速控制原型开发并进行半实物仿真实验，能够得到比较精确的控制策略实验数据，为下一步控制系统ECU的软硬件开发提供真实的仿真数据，能够指导ECU的软硬件开发工作并避免重复开发的风险。
[0025]可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种磁流变减振器控制算法仿真试验系统，由激振测试台架和虚拟ECU控制器组成，其特征在于:所述的虚拟ECU控制器由数据采集卡、PC电脑控制仿真验证平台及程控恒流源设备组成，PC电脑控制仿真验证平台由Iabview数采监控软件模块、Simulink控制算法软件模型、激振信号控制软件模块、波形显示模块及USB通信接口组成；所述的激振测试台架上设有激振线圈、磁流变减振器及激振器，并在该激振线圈、磁流变减振器及激振器上分别安装有振动传感器，该振动传感器所接收的传感器信号分别接入于数据采集卡内，数据采集卡通过对采集的数据采样、预处理之后输出到Iabview数采监控软件模块并在Simulink控制算法软件模型进行运算，同时Simulink控制算法软件模型的运算结果通过USB通信接口输出到程控恒流源设备的USB通信接口，并通过程控恒流源设备的恒流输出到激振线圈。
2.根据权利要求1所述的磁流变减振器控制算法仿真试验系统，其特征在于:所述的波形显示模块能同时显示Iabview数采监控软件模块、Simulink控制算法软件模型及激振信号控制软件模块所测试的数据及数据的比对状况。
3.根据权利要求1所述的磁流变减振器控制算法仿真试验系统，其特征在于:所述的激振测试台架中的激振器将PC电脑控制仿真验证平台中的激振信号控制软件模块的激振信号进行放大输出产生不同频率的激振动力。
4.根据权利要求1所述的磁流变减振器控制算法仿真试验系统，其特征在于:所述的Iabview数采监控软件模块底层内的API函数与Simulink控制算法软件模型的接口 API为无缝传输连接。
【专利摘要】本发明涉及一种磁流变减振器控制算法仿真试验系统，由激振测试台架和虚拟ECU控制器组成，所述的激振测试台架上设有激振线圈、磁流变减振器及激振器，并在三者上分别安装有振动传感器，该振动传感器所接收的传感器信号分别接入于数据采集卡内，数据采集卡通过对采集的数据采样、预处理之后输出到labview数采监控软件模块并在Simulink控制算法软件模型进行运算，同时Simulink控制算法软件模型的运算结果通过USB通信接口输出到程控恒流源设备的USB通信接口，并通过程控恒流源设备的恒流输出到激振线圈；本发明能够有效缩短控制系统开发周期、节省研发成本，同时有效降低控制系统软硬件方案优化修改的周期与成本。
【IPC分类】G05B17-02
【公开号】CN104570767
【申请号】CN201410823024
【发明人】资小林, 李霖, 谌文思, 莫小波, 于东辉
【申请人】万向钱潮股份有限公司, 万向集团公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月25日