共振與非共振組合振動(dòng)系統(tǒng)自同步理論研究.pdf

1、在工程中，常常需要兩臺(tái)或多臺(tái)電機(jī)同時(shí)協(xié)同工作來完成既定的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械所要求的同步特性，達(dá)到生產(chǎn)所要求的工藝效果。因此，對(duì)自同步理論的研究是很有必要的。利用機(jī)電耦合理論，進(jìn)一步研究振動(dòng)同步系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)耦合特征，為此類機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，具有重要的意義。在振動(dòng)機(jī)械領(lǐng)域，近共振振動(dòng)機(jī)械一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是所需的激振力小，而非共振振動(dòng)機(jī)械有著構(gòu)造簡單，隔振性能良好的優(yōu)勢(shì)。目前，對(duì)在同一振動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)共振和非共振組合振動(dòng)的研究很少。本文結(jié)合這

2、兩種振動(dòng)機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種新型的共振與非共振組合振動(dòng)系統(tǒng)，該振動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是空間振動(dòng)，即在水平面做近似于圓的非共振振動(dòng)，而在垂直方向做近共振直線振動(dòng)。并且通過調(diào)整偏心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)平面和水平面的夾角可以改變振動(dòng)系統(tǒng)在y和z方向上的振幅，以適應(yīng)實(shí)際工程中不同的工藝要求。本文通過動(dòng)力學(xué)耦合分析與計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合，研究了單質(zhì)體和雙質(zhì)體共振與非共振組合振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)耦合特征及自同步問題，主要完成了以下幾個(gè)方面的工作:
　　(1)利用拉格

3、朗日方程建立了單質(zhì)體和雙質(zhì)體共振與非共振組合振動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程，并利用傳遞函數(shù)法求出了耦合方程的解析解。
　　(2)研究了單質(zhì)體共振與非共振組合振動(dòng)系統(tǒng)的自同步理論。以兩偏心轉(zhuǎn)子的平均角速度和相位差的瞬時(shí)波動(dòng)系數(shù)為變量，通過動(dòng)力學(xué)分析，導(dǎo)出了自同步振動(dòng)系統(tǒng)的頻率俘獲的方程，給出了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)頻率俘獲的條件，根據(jù)Routh-Hurwitz準(zhǔn)則得出了單質(zhì)體組合振動(dòng)系統(tǒng)同步運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性條件。
　　(3)研究了雙質(zhì)體共振與非共振組合

4、振動(dòng)系統(tǒng)的自同步理論。采用一種改進(jìn)的小參數(shù)法平均法，即通過引入兩個(gè)偏心轉(zhuǎn)子的角速度的波動(dòng)系數(shù)，并把這兩個(gè)波動(dòng)系數(shù)看成小參數(shù)，把振動(dòng)系統(tǒng)的同步問題轉(zhuǎn)化為頻率俘獲方程解的存在和兩偏心轉(zhuǎn)子的速度擾動(dòng)廣義系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。利用廣義系統(tǒng)的無源性得出了雙質(zhì)體組合振動(dòng)系統(tǒng)同步的穩(wěn)定性條件。
　　(4)對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的耦合動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析，包括電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩耦合特性分析和兩激振器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量耦合特性分析，揭示了振動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自同步的內(nèi)在因素。