双电机驱动平面双质体振动系统自同步理论研究

摘要

20世纪60年代以来，振动系统自同步理论得到迅速发展，目前根据自同步理论研制的振动机械已广泛应用到工业各部门中。但是，经典自同步理论只关注系统同步运行后的运行状态，对启动阶段不同步到同步的过程缺少研究，并且以前的研究往往仅对振动系统的自同步运行状况进行模拟仿真而缺少实际实验支撑。此外，现阶段理论忽视系统启动阶段振动体的振动状态，由于启动过程中共振的影响，机体产生剧烈振动及噪声，严重影响机械的使用寿命和工作人员健康，因此研究电机启动阶段的系统动态特性具有重要的工程实际意义。
　　本文以双电机驱动平面双质体自同步振动系统为研究对象，分别以理论分析、模拟仿真和实物实验的形式研究了该系统的自同步理论。本文的主要研究内容如下:
　　(1)建立了平面双质体振动系统的动力学模型，利用拉格朗日法及小参数平均法对其进行分析，得到了系统的响应解、系统实现自同步的条件和系统自同步稳定运转条件。
　　(2)分析了系统实现自同步的原因和系统由不同步到同步的过渡过程，同时对耦合转矩进行了定量分析。
　　(3)分析了影响系统自同步能力及稳定性的因素，对同步和非同步状态下的电机转速和相位差分别进行了模拟仿真，同时验证了自同步情况下两个电机的相位差产生于电机单独运行状态下的运行转速的差异。
　　(4)对双质体模型进行了模态分析，确定系统的固有频率及相应振型，分析了启动阶段振动机体产生剧烈振动及噪声的原因，同时采用光电传感器和闪频仪对模型转速及偏心块夹角进行实际测量和比较，再次验证了理论分析结果。

目录

论文说明

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景和课题研究的目的和意义

1．2 发展现状及趋势

1．2．1 发展现状

1．2．2 发展趋势

1．3 本课题的研究内容

第2章 双质体自同步振动系统的理论分析

2．1 引言

2．2 双质体自同步振动系统的动力学模型

2．3 双质体自同步振动系统的动力学分析

2．3．1 双质体自同步振动系统的电机转子的频率捕获

2．3．2 双质体自同步振动系统实现自同步的条件及稳定性条件

2．4 本章小结

第3章 双质体自同步振动系统的数值分析和计算机仿真

3．1 引言

3．2 双质体自同步振动系统的电机耦合特性分析

3．3 双质体自同步振动系统的计算机分析

3．3．1 双电机的角速度和相位差的计算机仿真

3．3．2 双质体自同步振动系统的稳定性和振动响应计算机分析

3．4 双质体自同步振动系统在不同系统参数下的计算机分析

3．5 本章小结

第4章 双质体自同步振动系统实验台的实验现象分析

4．1 引言

4．2 双质体自同步振动系统实验台组建

4．3 双质体自同步系统实验台模态分析

4．3．1 实验方案

4．3．2 测试设备

4．3．3 测试参数设置

4．4 模态试验测试数据及分析

4．5 双质体自同步系统同步实验现象分析

4．5．1 实验方案

4．5．2 测试设备

4．5．3 测试参数设置

4．6 转速实验测试结果及分析

4．6．1 双质体自同步振动系统电机单独运行时速度实验

4．6．2 双质体自同步振动系统电机耦合运行时速度实验

4．6．3 双质体自同步振动系统电机耦合运行时偏心块夹角实验

4．6．4 双质体振动系统非自同步时的转速实验

4．7 本章小结

第5章 结论及展望

5．1 主要工作和结论

5．2 展望

参考文献

致谢