本文關(guān)鍵詞：多機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)同步系統(tǒng)精細(xì)化建模及動(dòng)力學(xué)仿真研究

  更多相關(guān)文章： 振動(dòng)系統(tǒng) 自同步 穩(wěn)定性 動(dòng)力學(xué)仿真

【摘要】：目前,各類(lèi)自同步振動(dòng)機(jī)已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用,如自同步輸送機(jī)、自同步給料機(jī)等。對(duì)此類(lèi)振動(dòng)同步系統(tǒng),國(guó)內(nèi)外學(xué)者已進(jìn)行了廣泛深入的研究,取得大量的研究成果,解決了雙機(jī)驅(qū)動(dòng)自同步振動(dòng)機(jī)械的設(shè)計(jì)問(wèn)題。然而,由于解析分析的需要,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型建立過(guò)程都忽略了偏心轉(zhuǎn)子與機(jī)體運(yùn)動(dòng)耦合項(xiàng)對(duì)機(jī)體運(yùn)動(dòng)的影響,造成多機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特征分析結(jié)果不夠精確,阻礙了振動(dòng)同步理論應(yīng)用的發(fā)展,如多年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者一直致力于建立多機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)理論的研究,開(kāi)發(fā)新型振動(dòng)機(jī)械,提高系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)功率,但至今沒(méi)有實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)。本文正是針對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出的,主要研究多機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)同步系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型中被忽略項(xiàng)對(duì)整體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為的影響,并進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真對(duì)比分析,完成了以下研究工作。(1)通過(guò)多體動(dòng)力學(xué)的坐標(biāo)變換理論,推導(dǎo)出振動(dòng)系統(tǒng)中各偏心轉(zhuǎn)子、機(jī)體質(zhì)心坐標(biāo)及支撐彈簧變形量表達(dá)式,求得系統(tǒng)的動(dòng)能函數(shù)、勢(shì)能函數(shù)及逸散函數(shù),利用拉格朗日方程導(dǎo)出了多機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)的完整運(yùn)動(dòng)微分方程,建立了多機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)的精細(xì)化動(dòng)力學(xué)模型。(2)利用四階Runge-Kutta法和MATLAB語(yǔ)言,開(kāi)發(fā)出針對(duì)多機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)同步系統(tǒng)的精細(xì)化模型和簡(jiǎn)化模型的動(dòng)力學(xué)仿真軟件。通過(guò)對(duì)兩類(lèi)系統(tǒng)模型的數(shù)值仿真對(duì)比分析,研究了反向回轉(zhuǎn)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)與同向回轉(zhuǎn)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)、反向回轉(zhuǎn)三機(jī)驅(qū)動(dòng)和同向回轉(zhuǎn)三機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)瞬態(tài)到穩(wěn)態(tài)過(guò)程中各電機(jī)轉(zhuǎn)速、各偏心轉(zhuǎn)子之問(wèn)相位和機(jī)體的各方向的振動(dòng)響應(yīng)的時(shí)變特性,結(jié)果表明：1)采用不同電機(jī)驅(qū)動(dòng)的反向回轉(zhuǎn)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)與同向回轉(zhuǎn)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果較精細(xì)化模型仿真結(jié)果的同步轉(zhuǎn)速略有差異,同步相位差存在2-6。的偏差。2)系統(tǒng)精細(xì)化模型中各轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與各方向速度的耦合項(xiàng)被省略,直接導(dǎo)致了兩模型相位差偏差的產(chǎn)生。3)采用相同電機(jī)驅(qū)動(dòng)的反向回轉(zhuǎn)三機(jī)驅(qū)動(dòng)與同向回轉(zhuǎn)三機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果較精細(xì)化模型仿真結(jié)果差異不大。(3)利用小參數(shù)平均法,推導(dǎo)出多機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)的精細(xì)化模型下的自同步判據(jù)參數(shù),包括實(shí)現(xiàn)同步條件參數(shù)和穩(wěn)定性判據(jù)參數(shù)。通過(guò)精細(xì)化模型和簡(jiǎn)化模型條件下導(dǎo)出的各判據(jù)參數(shù)計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析,研究了模型簡(jiǎn)化對(duì)反向回轉(zhuǎn)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)與同向回轉(zhuǎn)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)、反向回轉(zhuǎn)三機(jī)驅(qū)動(dòng)和同向回轉(zhuǎn)三機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的同步條件判據(jù)、穩(wěn)定性判據(jù)和系統(tǒng)響應(yīng)的影響,結(jié)果表明：1)兩電機(jī)間參數(shù)相差越小,因忽略耦合項(xiàng)所帶來(lái)的系統(tǒng)同步相位差偏差越小,兩電機(jī)參數(shù)相同,則偏差不存在。2)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型與精細(xì)化模型相比較,兩類(lèi)模型的同步條件有所不同,但相同系統(tǒng)參數(shù)下系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型下系統(tǒng)可以達(dá)到同步是系統(tǒng)精細(xì)化模型下系統(tǒng)可以達(dá)到同步的充分條件。3)振動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型與精細(xì)化模型相比較,判定系統(tǒng)穩(wěn)定性的3個(gè)指標(biāo)均存在差異,同系統(tǒng)參數(shù)下的系統(tǒng)穩(wěn)定性判定結(jié)果會(huì)產(chǎn)生偏差。
【關(guān)鍵詞】：振動(dòng)系統(tǒng) 自同步 穩(wěn)定性 動(dòng)力學(xué)仿真
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH113
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 課題研究的意義12-13
• 1.2 機(jī)械系統(tǒng)同步研究的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 振動(dòng)同步的國(guó)內(nèi)外研究的發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.4 多機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)與面臨的挑戰(zhàn)15-16
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 多機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)同步系統(tǒng)的精細(xì)化建模18-30
• 2.1 雙機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程的建立18-23
• 2.2 三機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程的建立23-28
• 2.3 多機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程的建立28-29
• 2.4 本章結(jié)論29-30
• 第3章 多機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)同步系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真對(duì)比30-50
• 3.1 動(dòng)力學(xué)仿真算法30-36
• 3.2 雙機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)同步系統(tǒng)仿真對(duì)比分析36-44
• 3.2.1 同向回轉(zhuǎn)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)仿真對(duì)比分析36-41
• 3.2.2 反向回轉(zhuǎn)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)仿真對(duì)比分析41-44
• 3.3 三機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)同步系統(tǒng)仿真對(duì)比分析44-47
• 3.3.1 同向回轉(zhuǎn)三機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)仿真對(duì)比分析44-46
• 3.3.2 反向回轉(zhuǎn)三機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)仿真對(duì)比分析46-47
• 3.4 本章結(jié)論47-50
• 第4章 耦合項(xiàng)簡(jiǎn)化對(duì)仿真結(jié)果的影響分析50-80
• 4.1 耦合項(xiàng)簡(jiǎn)化對(duì)同向回轉(zhuǎn)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)的影響分析50-63
• 4.1.1 系統(tǒng)的無(wú)量綱耦合方程50-55
• 4.1.2 耦合項(xiàng)簡(jiǎn)化對(duì)同步相位差的影響分析55-59
• 4.1.3 耦合項(xiàng)簡(jiǎn)化對(duì)系統(tǒng)同步條件的影響分析59-60
• 4.1.4 耦合項(xiàng)簡(jiǎn)化對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響分析60-63
• 4.2 耦合項(xiàng)簡(jiǎn)化對(duì)反向回轉(zhuǎn)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)的影響分析63-73
• 4.2.1 系統(tǒng)的無(wú)量綱耦合方程63-65
• 4.2.2 耦合項(xiàng)簡(jiǎn)化對(duì)同步相位差的影響分析65-69
• 4.2.3 耦合項(xiàng)簡(jiǎn)化對(duì)系統(tǒng)同步條件的影響分析69-70
• 4.2.4 耦合項(xiàng)簡(jiǎn)化對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響分析70-73
• 4.3 耦合項(xiàng)簡(jiǎn)化對(duì)三機(jī)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)的影響分析73-78
• 4.3.1 系統(tǒng)的無(wú)量綱耦合方程73-76
• 4.3.2 耦合項(xiàng)簡(jiǎn)化對(duì)同步相位差的影響分析76-78
• 4.4 本章結(jié)論78-80
• 第5章 結(jié)論與展望80-82
• 5.1 結(jié)論80-81
• 5.2 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 致謝86

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