磁流变液制动器(Magnetorheological fluid brake,MRF brake)是以磁流变液作为传动介质,基于其特有的流变特性研发的新型制动器。磁流变液制动器因响应迅速与制动转矩可调可控的独特优点,使得其具备了广泛的工业应用前景。针对目前制动器输出转矩小、转矩可调节范围小、控制复杂等问题,本文开展了如下几个方面的研究:(1)分析了磁流变液制动器的设计理论,设计了最大制动转矩240N·m、可实现电流-压力联合制动的磁流变液制动器,并对制动器的材料及磁路进行了详细的分析与设计;根据磁路的分析计算,设计了励磁线圈,并完成了磁流变液制动器的电磁场有限元仿真分析与磁场实验测试。(2)介绍了磁畴理论,分析了磁流变液挤压-剪切工作模式下剪切屈服应力的力学传递特性,建立了挤压-剪切工作模式下,磁流变液剪切屈服应力的计算模型,并推导了磁流变液制动器输出转矩计算模型与制动转矩传递子系统模型;搭建了磁流变液制动器性能测试实验台,开展了空载特性、恒转矩特性、制动转矩调节特性、动态响应特性实验研究。(3)介绍了模糊控制的基本概念,采用模糊规则与模糊推理实现了制动子系统目标转矩的合理分配,根据磁流变液制动器的特点,求解得出了电流制动子系统与压力制动子系统的传递函数,分别设计了常规PID控制与果蝇优化PID控制的控制策略,并进行仿真分析。仿真结果表明:采用果蝇优化算法设计的PID控制器具有响应快、无超调、系统平稳、动态性能良好的优点。(4)搭建了磁流变液制动器电流-压力联合制动控制实验台,对实验台的硬件和软件进行了详细介绍,开展了制动转矩输出控制实验研究。研究结果表明:常规PID与果蝇优化PID控制对制动器联合制动控制均有效果,但是联合制动控制与果蝇优化PID控制相结合的方法的控制效果更好。该论文有图55幅,表16个,参考文献102篇。