ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 3(89)/212 Michał Makowski 1, Wiesław Grzesikiewicz 2, Lech Knap 3 IDENTYFIKACJA PARAMETRÓW STEROWANYCH TŁUMIKÓW MR I PZ 1. Wstęp Praca poświęcona jest problematyce metod aktywnej ochrony konstrukcji budowlanych oraz maszyn przed zewnętrznymi wymuszeniami przenoszonymi na te konstrukcję. W prezentowanej pracy skoncentrowano się na przedstawieniu konstrukcji i właściwości sterowanych tłumików magneto-reologicznych (MR) i tłumików hydraulicznych z zaworem piezoelektrycznym PZD. Rozwój techniki pomiarowej i sterowania mikroprocesorowego umożliwił opracowanie nowej generacji urządzeń do tłumienia drgań wykorzystujących tzw. materiały inteligentne w szczególności ciecze magneto-reologiczne, ciecze elektroreologiczne oraz materiały piezoelektryczne. Zastosowanie tych materiałów w różnego rodzaju tłumikach umożliwiło praktyczną realizację niektórych z koncepcji semiaktywnego lub adaptacyjnego tłumienia drgań w konstrukcji [1], [3]. W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tłumików drgań: tłumika z cieczą magneto-reologiczną (MRD) oraz tłumika z zaworem piezoelektrycznym (PZD), których konstrukcje zostały opracowane we własnym zakresie. Do budowy tłumika MR wykorzystano ciecz magneto-reologiczną firmy LORD [8]. Cechą znamienną cieczy magneto-reologicznej jest to, iż jej lepko-sprężyste cechy zmieniają się pod wpływem zmian natężenia pola magnetycznego. Dzięki tym właściwościom cieczy MR, powstała możliwość jej wykorzystania w sterowanych tłumikach odpowiedzialnych za rozpraszanie energii [1], [11]. Tłumik hydrauliczny z zaworem piezoelektrycznym zbudowany jest w postaci cylindra dwustronnego działania z tłoczyskiem dwustronnym i zaworem piezoelektrycznym mającym na celu kontrolę przepływu oleju hydraulicznego pomiędzy komorami cylindra hydraulicznego. Zmiana charakterystyki tłumika możliwa jest poprzez zmianę oporów przepływu cieczy przez szczelinę w zaworze piezoelektrycznym. Do kontroli pracy zaworu piezoelektrycznego tj. wielkości szczeliny, został wykorzystany stos piezoelektryczny PPA-8L firmy Cedrat [6]. Cechą materiałów piezoelektrycznych jest zmiana grubości pod wpływem działania pola elektrycznego. Cecha ta pozwala na budowę zaworu piezoelektrycznego kontrolującego wielkość szczeliny, przez którą przepływa olej hydrauliczny. Zastosowanie opracowanych urządzeń w układach mechanicznych wymaga opracowania modelu numerycznego tłumików oraz wyznaczenia wartości parametrów. Problem identyfikacji parametrów modeli przedstawiających sterowane struktury służące do tłumienia drgań przedstawiono w pracach [2], [4], [12]. W niniejszej pracy zostały zaprezentowane wyniki badań, które wykonano w oparciu o dwa rodzaje tłumików MR i PZD. Na podstawie wyników badań doświadczalnych zostały opracowane modele tłumików w postaci struktury reologicznej. Zidentyfikowano także 1 dr Michał Makowski, Instytut Pojazdów, Politechnika Warszawska 2 prof. dr hab. Wiesław Grzesikiewicz, Instytut Pojazdów, Politechnika Warszawska 3 dr Lech Knap, Instytut Pojazdów, Politechnika Warszawska 89
parametry opracowanych modeli numerycznych tłumików. W celu identyfikacji parametrów opracowano środowisku MATLAB/Simulink [9] program służący do przeprowadzenia badań numerycznych. Celem zwiększenia dokładności odwzorowania zjawisk fizycznych zachodzących w tłumikach przeprowadzono estymację parametrów modelu tłumika MR i PZD z wykorzystaniem algorytmów genetycznych (AG). Szczegółowe ustawienia algorytmu zostały opisane w pracy [7]. Istota możliwości ograniczenia drgań układu mechanicznego wyposażonego w sterowany tłumik MR lub PZD sprowadza się do doboru w jak najkrótszym czasie sił tłumienia w układzie mechanicznym, poprzez wygenerowanie odpowiedniego sygnału sterującego natężeniem pola magnetycznego w tłumiku magneto-reologicznym lub stosem piezoelektrycznym kontrolującym wielkości szczeliny w tłumiku piezoelektrycznym. Opracowanie efektywnego kompletnego systemu ograniczenia drgań układów mechanicznych wymaga nie tylko opracowania sterowanych tłumików, ale także opracowania modelu matematycznego tłumików MR i PZD, niezbędnego do stworzenia odpowiednich algorytmów wyznaczania sygnałów sterujących. Dlatego też, opracowanie odpowiednich modeli numerycznych tłumików oraz identyfikacja ich parametrów, która pozwala na odwzorowanie zjawisk zachodzących w sterowanych tłumikach, stała się jednym z głównych zadań badawczych. 2. Badania eksperymentalne tłumików drgań 2.1. Badania tłumika MR Podczas przeprowadzanych badań wykorzystywano opracowaną oryginalną konstrukcję tłumika, który został wypełniony cieczą MR. Ciecz ta jest zawiesiną złożoną z oleju mineralnego lub syntetycznego (ciecz MR może być także na bazie wody [8]) oraz z rozproszonych cząstek ferromagnetycznych o rozmiarach 1-1 m. Sprężystolepkie cechy tej cieczy odwzorowuje się za pomocą ciała Binghama. Pod wpływem pola magnetycznego zawiesina ta zmienia swoje właściwości fizyczne, co w konsekwencji można wykorzystać do zmiany charakterystyk dyssypacyjnych tłumika MR. Rys. 1. Schemat tłumika magneto-reologicznego: 1 - cewka, 2 - szczelina, 3 ciecz magneto-reologiczna, 4 obudowa, 5 pole magnetyczne, 6- tłok; Schemat budowy badanego tłumika MR zostały zilustrowany na rysunku 1. Tłok w tłumiku został tak wykonany, że pomiędzy tłokiem a obudową powstaje szczelina. 9
Ruch tłoka względem obudowy tłumika wywołuje przepływ cieczy w szczelinie wokół tłoka. Przepływowi cieczy przez szczelinę towarzyszy rozpraszanie energii. Pole magnetyczne oddziałujące na ciecz w szczelinie (2) jest wytwarzane przez prąd płynący w uzwojeniu cewki (1) umieszczonej w korpusie (4) tłumika pokazanego na rysunku 1. Poprzez zmianę natężenia prądu w szczelnie i jej otoczeniu wpływa się na zmianę dyssypacyjnych właściwości cieczy magneto-reologicznej, a tym samym na zmianę właściwości tłumika magneto-reologicznego. Dzięki temu powstaje możliwość wykorzystania tego urządzenia jako sterowanego tłumika drgań. W czasie badań uzyskano odpowiedź układu mechanicznego na sterowanie pochodzące z układu elektronicznego na poziomie 2-25 ms. Rys. 2. Stanowisko do badań eksperymentalnych właściwości tłumika MR Badania eksperymentalne tłumika MR przeprowadzono na stanowisku badawczym przy założonym wymuszeniu kinematycznym, które realizowane było przez układ hydrauliczny. Widok ogólny stanowiska wykorzystywanego do badań właściwości tłumika MR został przestawiony na rysunku 2. Stanowisko to zostało wyposażone w czujniki przemieszczeń i siły oraz komputer klasy PC służący do rejestracji pomiarów. Na rysunku 3 zostały zaprezentowane wyniki badań eksperymentalnych tłumika MR. Wyniki przedstawione na dwu płaszczyznach: siła-przemieszczenie i siła-prędkość. Drugi wykres jest tzw. charakterystyką dyssypacyjną tłumika. Przedstawione wyniki uzyskano przy wymuszeniu kinematycznym o częstości 1,6 Hz i amplitudzie 18 mm w dwu przypadkach: bez zasilania oraz przy zasilaniu cewki tłumika MR prądem 2 A. Na charakterystyce dyssypacyjnej widoczny jest wzrost sił tarcia, przy różnym zasilaniu prądem cewki, wynikający ze zmiany lepkości cieczy przepływającej przez szczelinę w tłoczku. 91
Siła [N] Siła [N] a) b) 2 2A A 2 2A A 1 1 -,2 -,1-1,1,2-2 Przemieszczenie [m] -,4 -,2-1,2,4-2 Prędkość [m/s] Rys. 3. Wyniki badań eksperymentalnych tłumika MR bez zasilania i z zasilaniem 2 A przy wymuszeniu z częstością 1,6 Hz i amplitudzie 18 mm, a) siła-przemieszczenie, b) siła prędkość; 2.2. Badania tłumika PZD Badany tłumik hydrauliczny z zaworem piezoelektrycznym został zaprojektowany i wykonany w Instytucie Pojazdów Politechniki Warszawskiej. Budowa tłumika została przedstawiona na rysunku 4 a). Na rysunku 4 b) przedstawiono natomiast konstrukcję zaworu piezoelektrycznego PZ. W cylindrze hydraulicznym (4) znajduje się olej hydrauliczny, który jest przetłaczany pomiędzy komorami cylindra poprzez poruszający się tłok (3). Komory cylindra hydraulicznego (4) są od siebie szczelnie oddzielone (uszczelnienie na tłoku) i ciecz przepływa przewodem (2) do zaworu piezoelektrycznego (1), gdzie następuje dławienie przepływu na szczelinie (7) a następnie do drugiej komory cylindra hydraulicznego. Podczas przepływu cieczy przez szczelinę w zaworze PZ rozpraszana jest energia. Wówczas siła tłumienia całego układu mechanicznego zależy głównie od sił tarcia w szczelinie zaworu piezoelektrycznego. Dlatego też poprzez zmianę wielkości szczeliny możliwa jest regulacja sił tłumienia w tłumiku PZD. Wielkość szczeliny w zaworze PZ (7) regulowana jest poprzez zmianę napięcia zasilającego stos piezoelektryczny (5). Kierunek przepływu cieczy jest reprezentowany przez strzałki (8) i (9) przy zadanym kierunku ruchu tłoka. a) b) Rys.4. Schemat tłumika PZD (a) oraz zaworu piezoelektrycznego (b) Dzięki właściwościom materiałów piezoelektrycznych do budowy zaworu piezoelektrycznego możliwa jest szybka odpowiedź układu mechanicznego, jakim jest 92
Sila [N] Siła [N] tłumik na sterowanie pochodzące z układu elektronicznego. W czasie badań zarejestrowano opóźnienie wynoszące 7-9 ms (jest dwa razy niższe niż w tłumiku MR). a) b) Rys. 5. Stanowisko do badań właściwości tłumików PZD: a) widok stanowiska, b) tłumik PZD Takie cechy tłumika PZD pozwalają na zastosowanie go w układach tłumienia drgań, w których ze względu na charakter szybkozmiennych wymuszeń konieczna jest szybka zmiana sił tłumienia. Układ taki może być stosowany w zawieszeniu pojazdu samochodowego, gdzie wymuszenia zależą od profilu drogi oraz prędkości przejazdu. Badania eksperymentalne przeprowadzono na stanowisku badawczym opisanym w poprzedniej części artykułu. a) b) V 6 6V 3 1V -,3 -,1-3,1,3-6 Przemieszczenie [m] V 6 6V 3 1V -,2 -,1-3,1,2-6 Predkość [m/s] Rys. 6. Wyniki badań eksperymentalnych tłumika PZD bez zasilania oraz z zasilaniem napięciem 6 i 1 V przy wymuszeniu z częstością 1 Hz i amplitudzie.22 m, a) siła-przemieszczenie, b) siła- prędkość Przykładowe i wybrane wyniki badań eksperymentalnych tłumika PZD zostały przedstawione na rysunku 6. Zostały one uzyskane przy wymuszeniu kinematycznym z częstością 1 Hz i amplitudzie 22 mm. 93
Na rysunku 6a) zostały przedstawione wyniki badań na płaszczyźnie siłaprzemieszczenie a na rysunku 6b) na płaszczyźnie siła-prędkość (charakterystyka dyssypacyjna). Badania przeprowadzono bez zasilania napięciem stosu piezoelektrycznego (maksymalna wielkość szczeliny w zawrze PZD) oraz przy zasilaniu odpowiednio 6 i 1 V (zmniejszanie wielkości szczeliny w zaworze). Na przestawionych wykresach widoczna jest zmiana wartości sił wraz ze wzrostem napięcia w układzie elektronicznym. Zmiana sił tarcia w tłumiku jest spowodowana zmianą wielkości szczeliny w zaworze piezoelektrycznym PZ. 3. Identyfikacja parametrów tłumików drgań 3.1. Matematyczny model tłumika MR Matematyczny model tłumika MR przyjęto w postaci struktury reologicznej zaproponowanej przez W. Grzesikiewicza [4]. Model został przedstawiony na rysunku 7. Podczas opracowywania modelu przyjęto założenie, że ze zmianami prądu wiąże się tylko jeden parametr T obrazujący zjawisko tarcia. Pozostałe parametry według założeń wstępnych powinny pozostawać bez zmian. Matematyczny opis modelu tłumika magneto-reologicznego ma postać: F c (1) (x - y) k (x - y) (2) (3) gdzie: C, T O, c, k - liczby dodatnie charakteryzujące lepko-sprężyste cechy struktury, x, y - współrzędne modelu, F - siła działające na strukturę; Rys. 7. Schemat struktury reologicznej tłumika MR Opisany model tłumika MR został wykorzystany do opracowania programu symulacyjnego do badań numerycznych tłumika. Z kolei badania te posłużyły do identyfikacji parametrów modelu tłumika. Wartości parametrów modelu charakteryzujące lepko-sprężyste cechy struktury zostały wyznaczone na podstawie porównania wyników badań eksperymentalnych i numerycznych. 94
Siła [N] Siła [N] Dobór wartości parametrów modelu został przeprowadzony dwuetapowo. Wstępnie parametry modelu tłumika MR dobrano tak, aby dyssypacyjne charakterystyki wyznaczone w badaniach numerycznych i eksperymentalnych były wizualnie zbliżone do siebie. Następnie do przeprowadzenia właściwej i dokładniejszej identyfikacji wartości parametrów modelu zastosowano opracowany program w pakiecie Matlab [9], w którym wykorzystano algorytmy genetyczne (AG). W wyniku opisanej identyfikacji uzyskano wartości parametrów modelu przedstawione w tabeli 1. Zaprezentowane wyniki badań potwierdzają zasadność przyjętego na początku założenia, że zmiana natężenia pola magnetycznego (zmiana natężenia prądu w uzwojeniu cewki) wpływa głównie na zmianę parametru modelu T. Tabela 1. Wartości parametrów modelu tłumika MR Natężenie prądu I [A] T [N] C [Ns/m] c [Ns/m] k [N/m] 9 2,24. 1 3 44,6. 1 3 286. 1 3 3A 145 2,24. 1 3 44,6. 1 3 286. 1 3 Przykładowe wyniki badań modelu numerycznego tłumika MR zostały przedstawione odpowiednio na rys. 8.a) w płaszczyźnie siła-przemieszczenie i rys. 8.b) w płaszczyźnie siła-prędkość. Na wykresach przedstawiono wpływ wartości sygnału sterowania na zmianę charakterystyki dyssypacyjnej tłumika MR. Widoczny jest wzrost sił tarcia wraz ze wzrostem natężenia prądu. Porównanie wyników przedstawionych na rysunku 3 i 8 wskazuje na to, że uzyskano zadowalającą zgodność wyników badań numerycznych z wynikami badań eksperymentalnych. Wartości parametrów modelu numerycznego zostały poprawnie zidentyfikowane. a) b) 2 A 2A 1A 3A 2 A 2A 1A 3A 1 1 -,2 -,1,1,2-1 -,1 -,5,5,1-1 -2 Przemieszczenie [m] -2 Prędkość [m/s] Rys.8. Wyniki badań symulacyjnych uzyskanych przy zasilaniu cewki od do 3A: siłaprzemieszczenie (a), siła-prędkość (b) 3.2. Matematyczny model tłumika PZD Model tłumika PZD opisany został w postaci struktury reologicznej (ciało Binghama) przedstawionej na rysunku 9. 95
Rys.9. Schemat struktury reologicznej tłumika PZD Model struktury reologicznej przedstawionej na rysunku 9 został opisany za pomocą następującego układu równań oraz warunków: kx ky F (4) y T kx ky (5) C gdzie: C, k, T O - parametry charakteryzujące lepko-sprężyste cechy struktury, x, y - współrzędne modelu, F - siła działająca na strukturę Podobnie jak w przypadku tłumika MR do identyfikacji parametrów modelu charakteryzującego lepko-sprężyste cechy tłumika PZD wykorzystane zostały wyniki badań eksperymentalnych oraz symulacji numerycznych z wykorzystaniem opracowanego oprogramowania w pakiecie Matlab [9]. Podobnie jak w przypadku badań tłumika MR w badaniach numerycznych tłumika PZ wykorzystano przebieg wymuszeń kinematycznych zarejestrowany podczas badań doświadczalnych opisanych w poprzedniej części artykułu. Identyfikacja parametrów była prowadzona dla jednakowych warunków wymuszenia w badaniach doświadczalnych i numerycznych. W ten sposób zminimalizowano wpływ zmian funkcji wymuszenia na porównywany przebieg sił. Proces identyfikacji wartości parametrów przeprowadzono także dwuetapowo poprzez porównani wizualne oraz z wykorzystaniem oprogramowania wykorzystującego algorytmy genetyczne. Wartości parametrów wyznaczone zostały tak, aby uzyskać najlepszą zgodność wyników badań eksperymentalnych z badaniami numerycznymi. W badaniach porównawczych do oceny jakości uzyskanych parametrów modelu przyjęto ogólnie stosowane kryterium minimalizacji sumy różnic kwadratów wartości sił uzyskanych z eksperymentu i badań numerycznych. Na podstawie przyjętego kryterium można stosunkowo łatwo ocenić zarówno zgodność rozwiązań, jak i trafność doboru parametrów modelu. W rezultacie procesu identyfikacji wartości parametrów modelu tłumika PZD uzyskano wielkości przedstawione w tabeli 2. Uzyskane wyniki wskazują, że w zaproponowanym modelu numerycznym tłumika PZD wraz ze zmianą napięcia (6) 96
Siła [N] Siła [N] sterowania elementem piezoelektrycznym (wielkością szczeliny w zaworze) zmieniają się wszystkie parametry modelu. Tabela. 2.Wartości parametrów tłumika PZD Napięcie zasilania T [N] C [Ns/m] k[n/m] V 965.67 E4.955E5 6 V 1985 1.64 E4 7.78E5 1 V 341 1.37 E4 11.1E5 Wyniki badań symulacyjnych dla różnych napięć sterowania wykazały konieczność uzależnienia wartości parametrów tłumika PZD od wartości napięcia. Na podstawie przeprowadzonych badań sformułowano, zatem następujące zależności dotyczące poszczególnych parametrów modelu: gdzie: To (U) Too U (7) k(u) ko U (8) C( U ) Co U (9) k, C, T - parametry modelu bez zasilania, - współczynniki przeliczeniowe wartość napięcia, U - wartość napięcie zasilania układu. W oparciu o wyniki badań eksperymentalnych oraz numerycznych zidentyfikowano wartości współczynników. Uzyskane wartości parametrów i współczynników przedstawiono w tabeli 3. Tab. 3. Wartości parametrów modelu tłumika PZ Parametr T [N] C [Ns/m] k [N/m] [N/V] [N/mV] χ [Ns/mV] Wartość 474 8,937E3 2,597E5 248 313 4,62E4 Wyniki badań numerycznych z wykorzystaniem zaproponowanego modelu tłumika PZD zostały przedstawione na rysunku 1 w płaszczyźnie siła-przemieszczenie i w płaszczyźnie siła-prędkość. Przykładowe i wybrane wyniki odpowiadają badaniom przy wymuszeniu kinematycznym z częstością 1 Hz i amplitudzie 22 mm. Zmianie podlegały wartości napięcia wykorzystywanego do zasilania stosu piezoelektrycznego. V 6 6V 3 9V -,3 -,1-3,1,3 V 6 6V 3 9V -,2 -,1-3,1,2-6 Przemieszczenie [m] -6 Prędkość [m/s] Rys. 1. Wyniki badań numerycznych modelu tłumika PZD przy wymuszeniu kinematycznym z częstością 1 Hz i amplitudzie 22 mm: a) siła-przemieszczenie, b) siła-prędkość 97
Przedstawione wyniki badan wskazują, że parametry modelu tłumika PZ zidentyfikowano poprawnie i uzyskano satysfakcjonującą zgodność wyników z badań symulacyjnych z eksperymentalnymi. 5. Zakończenie W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych właściwości sterowanych tłumików drgań: tłumika magneto-reologicznego oraz tłumika z zaworem piezoelektrycznym. Uzyskane wyniki badań doświadczalnych umożliwiły wyznaczenie dyssypacyjnych charakterystyk obydwu rodzajów tłumików. Badania te pozwoliły także na opracowanie modeli numerycznych obu tłumików w postaci zbliżonych do siebie struktur reologicznych. W oparciu o wyniki badań doświadczalnych oraz wyniki badań numerycznych możliwa była wstępna identyfikacja parametrów modeli tłumików MR i PZ. Opracowane modele posłużyły następnie do opracowania programu komputerowego pozwalającego na dokładną identyfikację wartości parametrów modeli z wykorzystaniem algorytmów genetycznych. Celem przedstawionych w niniejszym artykule wyników badań było opracowanie modeli tłumików MR i PZD mogących służyć do badań numerycznych tłumienia drgań w różnego rodzaju układach mechanicznych ze sterowanymi tłumikami. Doświadczenia zdobyte podczas projektowania i badań mogą być wykorzystane w trakcie opracowywania nowych konstrukcji tłumików PZD mających na celu zwiększanie możliwości ich stosowania w ochronie różnego rodzaju konstrukcji. W szczególności sterowane tłumiki piezoelektryczne ze względu na możliwość szybkich zmian sił tarcia mogą zostać zastosowane do układów mechanicznych służących do aktywnego lub półaktywnego tłumienia drgań np. w pojazdach. Badania zostały sfinansowane w ramach projektów Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego o numerach N N59 4336 i N N 52 1492 39. Literatura: [1] EU Project, Adaptive Landing Gears for Improved Impact Absorption. ADLAND. FP6-22-Aeor-1, 23-26. [2] Knap L., Grzesikiewicz W., Makowski M.: Experimental studies and modeling of mechanical systems with controlled torsional magneto-rheological damper. XIII Międzynarodowa Konferencja Naukowa "TransComp - 29", Zakopane, grudzień 29. [3] Knap L., Makowski M., Grzesikiewicz W.: Vibration control of vehicle equipped with piezoelectric dampers, Journal of KONES POWERTRAIN AND TRANSPORT Vol. 18 No 4, Warszawa 211, s. 251-258, ISSN 1231 45. [4] Makowski M., Knap L., Grzesikiewicz W.: Modelowanie i identyfikacja parametrów sterowanych tłumików magnetoreologicznych. Modelowanie Inżynierskie, Tom 1, nr 41, Gliwice 211, s. 261-269. ISSN 1896-771X. [5] Makowski M., Knap L., Grzesikiewicz W.: Identyfikacja parametrów sterowanego tłumika piezoelektrycznego. Logistyka 6/211, s. 2419-2428, ISSN 1231-5478. [6] Parallel Pre-stressed Actuator (PPA). CEDRAT Technologies. http://www.cedrattechnologies.com/en/mechatronic-products/actuators/ppa.html 98
[7] Rutczyńska-Wdowiak K., Makowski M.: Analiza wpływu wybranych parametrów algorytmu genetycznego w problemie identyfikacji modelu tłumika MR. Logistyka 3/212, s. 1935-1942, ISSN 1231-5478. [8] Thomas Lord Research Center 11 Lord Driver P.O. Box 812 Cary, NC 27512-812. Materiały - opracowania techniczne. [9] User s Guide Simulink, www.mathworks.com [1] Zając M., Grzesikiewicz W., Makowski M.: Wpływ sterowania tłumikiem MR na ograniczenie drgań pojazdu patrolowego. Zeszyty Naukowe WSOWL, Nr 1 (159) 211, s. 294-31, ISSN 1731-8157. [11] Zając M., Makowski M., Pokorski J.: TESTING THE MILITARY PATROL VEHICLE WITH MAGNETORHEOLOGICAL DAMPERS IN THE CONTEXT OF CREW COMFORT AND SAFETY INCREASE, Proc. of X International Technical Systems Degradation Conference, Liptovský Mikuláš, April 27-3.211r., s. 46-48. [12] Zalewski R, Pyrz M. (21) Modeling and parameter identification of granular plastomer conglomerate submitted to internal underpressure. Engineering Structures 32, pp. 2424_2431. Streszczenie W przypadku pojazdów, projektanci od dawna poszukiwali sposobów zastosowania inteligentnych systemów w zawieszeniach celem ograniczenia drgań. Istotą projektu jest zastosowanie aktywnych lub pół-aktywnych metod do rozpraszania energii kinetycznej drgań pojazdu. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań dwu różnych modeli sterowanych tłumików: magneto-reologicznego (MR) i tłumika z zaworem piezoelektrycznym (PZD). Modele obydwu tłumików zostały zaproponowane na podstawie przeprowadzonych badań eksperymentalnych i posłużyły do przeprowadzenia badań numerycznych. Badania doświadczalne służące do wyznaczenie właściwości układów przeprowadzono z zastosowaniem hydraulicznego pulsator służącego, jako generatora drgań mechanicznych. Na podstawie przeprowadzonych badań zidentyfikowano parametry modeli z wykorzystaniem algorytmów genetycznych. Słowa kluczowe: tłumik piezoelektryczny, tłumik magneto-reologiczny, identyfikacja parametrów, symulacja IDENTIFICATION OF A CONTROLLED MR AND PZ DAMPERS PARAMETERS Abstract In case of vehicles, designers have long been exploring ways to utilize smart suspension systems in order to reduce vibrations. Oftentimes, the crucial part of a design involved active or semi-active devices designed to dissipate the kinetic energy in a controlled way. In this paper, investigation results of two different models of controllable dampers: magneto-rheological (MRD) and piezoelectric (PZD) are presented. Models of both devices were proposed and analyzed during experimental and numerical studies. Experimental studies were carried out with the use of the hydraulic pulsator and the mechanical system equipped with examined MRD or PZD dampers. Those experimental studies were used to identify parameters of the proposed rheological model. Genetics algorithms were used during the process of the model parameter identification. 99
Keywords: piezoelectric damper, magneto-reological damper, identification parameters, simulation 1