Tłumiki magnetoreologiczne z odzyskiem energii: modelowanie badania
laboratoryjne, sterowanie
Rozprawa dotyczy liniowych oraz obrotowych tłumików magnetoreologicznych (MR) z odzyskiem energii. Praca obejmuje modelowanie, badania laboratoryjnie oraz implementacje tłumików w semiaktywnych układach sterowania drganiami. Cecha charakterystyczna tych układów jest brak konieczności zasilania z zewnętrznych żródeł energii. Energia odzyskiwana przez przetwornik elektromechaniczny zintegrowany z tłumikiem MR jest zamieniana na energie elektryczna i wykorzystywana do jego zasilania. Działanie liniowego tłumika MR z odzyskiem energii sprawdzono w semiaktywnym układzie tłumienia drgań, natomiast obrotowy tłumik MR sprawdzono w semiaktywnym układzie pozycjonowania. Dla obu tłumików przeprowadzono symulacje komputerowe, na podstawie których dobrano algorytmy sterujące praca tłumików. Przedstawiono również budowę oraz omówiono zasadę działania układu kondycjonowania i sterowania z wykorzystaniem odzyskanej energii. W przypadku liniowego tłumika MR, oprócz funkcji samozasilania, zbadano także wykorzystanie przetwornika elektromechanicznego jako źródła informacji o prędkości względnej. Wykorzystanie tłumika MR z odzyskiem energii w miejsce typowego tłumika MR pozwala na uproszczenie semiaktywnych układów sterowania oraz zmniejsza zapotrzebowanie na energie z zewnętrznego źródła.
The doctoral thesis concerns linear and rotary magnetorheological (MR) dampers with energy harvesting. The thesis inlcudes: modelling, laboratory research and implementation of the dampers in semi-active control systems. One characteristic of such systems is no need to use any external energy source. The energy recovered by an electromechanical transducer, which is integrated with the MR damper, is transformed into electrical energy and used to power the MR damper. The functioning of the linear MR damper with energy harvesting was tested on a semi-active vibration reduction structure, whereas the rotary MR damper was used as the basis of a semi-active positioning system. Computer simulations were carried out for both applications and on their basis the control algorithms for the dampers were chosen. Moreover, the dissertation presents the structure and discusses the principle of operation of the conditioning system and the control system powered by the recovered energy. In the case of the linear damper with energy harvesting, in addition to its self-supply function, an electromechanical transducer was tested as a source of information on the relative velocity of motion. The application of an MR damper for energy recovery, in place of a traditional MR damper, allows to simplify the construction of semi-active control systems and reduces their request for energy from external sources.
