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《皮帶張緊器遲滯特性建模及參數(shù)識(shí)別》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、皮帶張緊器遲滯特性建模及參數(shù)識(shí)別李利平(華南理工大學(xué)廣州學(xué)院，廣州510800)摘要：以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)前端附件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的張緊器為對(duì)象，研究了張緊器的擺角－扭矩遲滯特性。利用雙折線遲滯模型代替理想的干摩擦模型，并結(jié)合Masing模型，給出了張緊器擺角－扭矩關(guān)系的建模方法。運(yùn)用參數(shù)分離識(shí)別技術(shù)識(shí)別遲滯模型中的參數(shù)，并將仿真結(jié)果與實(shí)測值進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，計(jì)算值與實(shí)測值吻合，驗(yàn)證了張緊器模型和參數(shù)識(shí)別方法的正確性。關(guān)鍵詞：遲滯特性模型；張緊器；參數(shù)識(shí)別；建模方法ModelingandIdentificationMeth
2、odofRotation-TorqueHystereticofTensionerLipingLi(SchoolofAutomotiveEngineering,GuangzhouCollegeofSouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou,510800)Abstract:Tensionerplaysakeyroleinfrontendaccessorydrivesystemduetoitspropertiesofmaintainingtensionandreducingt
3、ransversevibration.Takingatensionerasanexample,therotation-torquehystereticbehaviorisstudied.Amodelforcharacterizingtherotation-torquehystereticbehaviorisproposedbyusingbilinearmodelwhichdescribesthefrictionunitoftheMasingmodel.Identifyingtheparametersofthem
4、odelandthehysteresiscurveofrestoringtorque-angleisestimated.Theestimatedandexperimentalresultagreeswellwhichvalidatesthemodelandidentificationmethod.Keywords:Hystereticbehavior;Tensioner;Identificationmethod;Modelingmethod.71前言張緊器是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)前端附件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(EngineFrontEn
5、dAccessoryDrive，簡稱EFEAD)中關(guān)鍵的零部件，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。它主要起維持皮帶張力和衰減系統(tǒng)振動(dòng)的作用，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到EFEAD系統(tǒng)性能的好壞。1-基座,2-阻尼元件,3-螺旋彈簧,4-張緊臂,5-張緊輪+軸承,6-防塵罩,7-螺栓圖1張緊器的結(jié)構(gòu)分解圖華南理工大學(xué)廣州學(xué)院重點(diǎn)學(xué)科項(xiàng)目，項(xiàng)目編碼XZD13001由于張緊器中結(jié)構(gòu)中的彈性元件和阻尼元件之間存在摩擦和擠壓等力學(xué)現(xiàn)象，使得張緊器擺角－扭矩的關(guān)系宏觀上呈現(xiàn)類似彈塑性材料的本構(gòu)關(guān)系，即其擺角－扭矩特性存在遲滯現(xiàn)象[1]。這種性質(zhì)
6、增加了張緊器建模及其動(dòng)態(tài)響應(yīng)預(yù)測的難度。Michon[1]等人指出可用描述遲滯系統(tǒng)隨機(jī)相應(yīng)的一階微分方程模型來描述張緊器的遲滯特性，并通過實(shí)測對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。但上述模型中彈性力和阻尼力的參數(shù)沒有明確的物理意義，不利于辨析和進(jìn)行理論分析。Bastien等[2-3]分別應(yīng)用Masing模型和Dahl模型來表征張緊臂的擺角－扭矩遲滯特性，計(jì)算值與實(shí)測值均吻合較好。但模型中參數(shù)的識(shí)別方法較為復(fù)雜，且均用理想干摩擦模型來表征干摩擦，無法精確地表示出物體所受干摩擦的漸變性。本文利用雙折線遲滯模型代替理想的干摩擦模型，并將模
7、型與Masing模型結(jié)合，給出張緊器扭矩－擺角關(guān)系的建模方法。利用參數(shù)分離識(shí)別技術(shù)識(shí)別Masing模型的參數(shù)，并重構(gòu)張緊器扭矩－擺角關(guān)系，仿真值與實(shí)測值吻合良好，證明該建模方法以及參數(shù)識(shí)別方法的可行性和正確性。2張緊器遲滯特性力學(xué)模型2.1雙折線遲滯干摩擦模型本文用雙折線遲滯模型來描述Masing模型的干摩擦元件7，即該模型將干摩擦阻力看成一根彈簧和一個(gè)理想的干摩擦副串聯(lián)，如圖2（a）所示，能更好的表示干摩擦阻力的非線性性質(zhì)。圖2（b）中，xy為雙折線遲滯模型的滑移極限；kb為0－a段的斜率，表征彈簧kb的剛度
8、，其大小為kb=Ft/xy；Ft為干摩擦力的大小，xm為B位移的幅值。由圖2（b）可見，當(dāng)B所受垂直向上的外力小于干摩擦阻力Ft時(shí)，A、B之間只發(fā)生彈性變形(沿o-a)，但是交界面A、C不發(fā)生滑移。在這種情況下，沒有干摩擦阻力，振動(dòng)系統(tǒng)可以視作線性系統(tǒng)。（a）雙折線遲滯模型示意圖（b）雙折線遲滯模型力與位移關(guān)系圖2雙折線遲滯模型當(dāng)B與C之間的變形產(chǎn)生足夠大的彈簧力且超過Ft時(shí)，A、C之
