机械谐振

摘要： 为研究雷达伺服驱动机械传动系统的谐振情况,给工程设计提供抑制谐振的措施和方法。采用了五惯量模型简化机械传动系统,进而推导出电机输出转矩与雷达方位旋转速度之间的传递函数和谐振频率计算公式。根据谐振频率计算公式,分析影响谐振频率的各机械因素,得出系统谐振频率与传动系统结构刚度、各传动零部件转动惯量、以及减速比之间的关系。通过采用Matlab仿真分析软件,得出系统开环传递函数的阶跃响应图和谐振伯德图,结果显示机械传动系统存在较低的谐振频率点,将会导致系统出现不稳定现象,为抑制传动系统谐振,引入反馈校正函数,使系统形成闭环控制,同时基于系统开环传递函数推导出反馈校正函数,通过Matlab仿真验证,结果显示带反馈校正的闭环控制系统对抑制系统谐振效果明显。

摘要： 发电机系统中采用弹性传动部件时,往往容易引起不稳定的机械谐振,造成机械损坏、控制异常等问题。本文通过对发电机机械系统建模,从理论分析了谐振特性对稳定性的影响,并进一步推导了系统稳定性的影响变量和稳定边界。为了抑制机械谐振,改善系统稳定裕度和提高功率输出能力,有源阻尼引入控制算法中,并从多种阻尼方式中选取了较优的机械谐振抑制方案。最后文章通过仿真和实验验证了有源阻尼算法对机械谐振抑制的有效性。

摘要： 柔性传动装置会在交流永磁伺服系统中引发机械谐振,并降低系统的动态性能和控制精度,为此提出一种基于卡尔曼滤波器的轴转矩补偿谐振抑制方法.该方法通过卡尔曼滤波器获得柔性传动装置的轴转矩估计值,将其转化为电流信号并补偿到电流环给定,由此消除柔性传动对电机转速的影响,同时提高了系统的动态性能.最后通过仿真验证了该方法的有效性.

摘要： 针对三轴稳定卫星内低连接刚度条件下的大惯量扫描镜负载在低速摆动时易出现机械谐振的问题,基于电流-速度-位置三闭环控制结构,研究并提出一种有效的易于工程实现的优化控制方法,抑制机械谐振同时提高扫描镜系统的控制性能.首先,根据动力学关系对低刚度连接的电机与扫描镜控制对象建立理论的简化控制模型.然后,分析加速度反馈抑制谐振、提高系统控制性能的原因,并借助电流和位置反馈信号建立加速度观测器获取电机加速度并反馈,仿真分析该方法的优化效果.最后,在实际系统上进行实验检验,对比系统控制误差的变化.结果表明:提出的优化控制方法能够有效地抑制机械谐振,提高系统的控制带宽和动态精度.

摘要： 数控机床传动方向上的机械谐振是限制机床轴动态性能的主要因素。在机械谐振模型分析的基础上提出了一种模型补偿方法抑制机械谐振,以此提升伺服轴动态性能。

摘要： 为了使热声发电系统实现最大声功捕获,提出一种基于热声发电系统声学阻抗设计方法,通过选择合适弹簧刚度系数和谐振电容参数使热声发电系统声学阻抗匹配捕获声功最大.根据相似定理和热声发电系统声学阻抗流源机理,采用类电路相量法建立声功捕获模型,推导声功函数与各元件参数关系.以直线发电机安全运行为约束条件,推导出直线发电机弹簧刚度系数和谐振电容设计表达式,通过数值计算和实验验证了优化设计方法的合理性.

摘要： 针对数控机床机械部件磨损老化、润滑状态改变等原因使系统阻尼变化、谐振频率偏移等问题,建立数学模型并进行理论分析,研究阻尼对谐振频率的影响,利用噪声测量软件在线辨识系统的谐振频率,利用菲迪亚数控系统的内置优化软件自动整定陷波滤波器参数,以达到快速有效地抑制机械谐振的目的.将该方法应用于VMC0656e数控机床机械谐振抑制,通过工程实践可证明该方法能够快速准确地获取设备机械谐振状态,自动整定陷波滤波器参数,有效地抑制了机械谐振.

摘要： 提出一种可用于光电望远镜机械谐振抑制的控制算法,控制算法位置环采用分段式比例-积分(PI)控制器,速度环采用自抗扰控制(ADRC),同时采用了速度前馈控制.首先,建立望远镜控制系统模型并推导了该控制算法.其次,从频域的角度与加速度反馈法进行对比,分析了该控制器抑制机械谐振的原理.最后,在光电望远镜上采用所提方法,结果表明:机械谐振得到了有效抑制,速度环带宽得到扩展;与传统PI控制进行相比,速度环带宽提升了50％,位置环带宽提升了36％,跟踪误差峰谷值(PV)减小了10.3″.

摘要： 数控机床传动方向上的机械谐振是限制机床轴动态性能的主要因素.在机械谐振模型分析的基础上提出了一种模型补偿方法抑制机械谐振,以此提升伺服轴动态性能.

摘要： 针对国内经编机电子横移系统提速困难、高速运行时出现振荡的现象,建立经编机电子横移系统的数学模型,采用时域法对电子横移系统进行降阶处理,并在MATLAB/Simulink软件中进行仿真验证.分析加入机械传动部分对电子横移系统性能的影响,结果表明,机械传动部分的加入会向系统中引入一对靠近虚轴、阻尼比极小的共轭复根,使得系统有发生振荡的趋势.分析位置调节器增益和速度调节器增益对电子横移系统性能的影响,结果表明,增大位置调节器增益和速度调节器增益有利于提高电子横移系统的响应速度并增大系统的带宽,但过大的位置和速度调节器增益将使系统产生机械谐振现象,不利于系统的稳定性.

摘要： 高刚度伺服系统易引发柔性传动机构的机械谐振.采用在线自适应陷波滤波器往往又会引发机械谐振频率偏移现象.通过定量分析系统阻尼、离散化及滤波器的串入对机械谐振频率变化的影响,分析机械谐振偏移现象的机理,解释了谐振频率变化原因.得出了谐振频率偏移状态下最有效的陷波频率仍是系统自然谐振频率(NTF)的结论.仿真结果验证了理论分析的准确性与有效性.

摘要： 本文介绍了自制的机械装置、用机械谐振法分析方波为多个正弦波成分的方法,用双踪示波器比较显示两种波形及相位。

摘要： 该文基于现代控制理论，提出了一种利用状态反馈闭环系统的极点配置来克服电气传动机械谐振的设计方法，并通过仿真实验证明了其有效性。

摘要： 本文提出了一种基于模型的雷达伺服系统机械谐振主动抑制方法.分析了雷达伺服系统中机械谐振产生的原因及频域特性.介绍了以伪随机序列(PRBS)为激励信号的基于迭代最小二乘法(RLS)的双惯量系统间接参数辨识方法.基于辨识结果构建全阶状态空间观测器,观测轴距及负载端转速.利用观测结果构建状态空间反馈控制器,其中控制率为IP控制,控制器的参数设计基于ITAE多项式.基于频域分析方法对所提方法的参数鲁棒性,噪声抑制能力进行了分析.最后,对所提方法进行了仿真分析,仿真结果表明该方法的有效性及可行性.

摘要： 在伺服系统中高刚度控制可以有效抑制负载变化造成的动态干扰现象.状态观测器基于电机模型可以准确快速地为抗干扰控制提供负载信息,进一步加强了系统的抗干扰能力.但较强的抗干扰能力会在传动装置刚度有限的情况下引发机械谐振.针对此问题,着重研究了双惯量抗谐振与抗干扰存在的矛盾,在保持系统抗干扰能力不变的基础上,提出一种基于分数阶状态负反馈观测器控制策略来抑制谐振所造成的速度波动,增强系统的抗谐振能力.分数阶滤波器最大程度上拓展了滤波器的选择范围,同时协调了观测器的鲁棒性和抗谐振能力.将负载状态观测正反馈控制与基于分数阶滤波器的状态负反馈观测器控制相结合,同时实现抑制谐振和增强系统抗干扰能力,并通过实验验证了所提控制策略的有效性.

摘要： 热声发电系统是一种新型的发电技术,具有高效率、高可靠性且可利用低品位热源等突出特点,在太阳能发电和低品位热源的回收领域有望得到广泛应用.文中基于线性热声理论建立热声直线发电机的物理模型,采用声-力-电类比法建立热声发电系统等效模型,推导热声发电系统输入声功、输出电功、声电效率的表达式,对热声直线发电机的输出性能进行理论分析,重点分析工作频率和外接RC负载对输入声功、输出电功、声电效率的影响.结论表明当热声直线发电机工作在110Hz情况下输入声功和输出电功取得最大值,在机械谐振的基础上,降低电路阻抗虚部有利于进一步提升热声发电系统的性能.

摘要： 共振解调技术是提取微冲击故障的有效方法.根据高频共振环节的实现形式可将共振解调技术可分为基于机械谐振和基于电子谐振的共振解调方法两大类.本文验证了机械谐振和电子谐振的方法在提取故障信息中的作用,通过仿真说明将两者有机的结合在一起能更有效地提取冲击故障.

摘要： 美国BEI公司生产的Gyro-ChipⅡ单自由度压电速率陀螺自身在325HZ处有带宽很窄的机械谐振存在,谐振峰值为陀螺的饱和输出.在一定的外界撞击或扰动下,该谐振很容易激发出来.因此在工程实际中必须滤除.本文对常用的几种滤除方法进行了分析,并用PROTEL软件对分析结果进行了仿真,给出了仿真图形,对消除该压电陀螺的谐振频率具有一定的指导作用.并为滤波器的使用提供了理论依据.

摘要： 该文将广泛应用于机器人手臂控制等其它柔性控制系统的输入指令整形减振术移植到转台应用中，对这种技术的减振原理进行了详细的介绍，并对输入指令整形器的设计方法、对系统参数变化的鲁棒性进行了探讨，最后以Ｍ２５４－９０Ａ电动三轴飞行仿真转台的中框为对象进行了仿真，仿真结果表明，输入指令整形器以前馈的形式作用于飞行仿真转台的控制系统时，既不影响系统的稳定性，又可以很好地抑制飞行仿真转台的机械谐振。

摘要： 交流伺服系统中弹性传动装置引起的机械振荡严重影响其稳定性和加工精度,目前商业用伺服主要采用陷波滤波器来抑制机械谐振.为了正确配置陷波滤波器的参数以达到理想的抑制效果,准确获取伺服系统机械谐振频率特性至关重要.本文分别用离线快速扫频法和基于FFT的在线辨识法实现了伺服系统的谐振频率特性辨识.在线辨识算法在DSP芯片TMS320F28335上实现,实验结果表明,此算法易于实现,运行快速准确,适合实际工程应用.

摘要： 本发明提供一种提高了驱动效率的薄膜微型机械式谐振器(谐振器)、改善了对所加的角速度的检测灵敏度的谐振器陀螺仪、使用该谐振器陀螺仪的导航系统及汽车。谐振器包括由非压电材料制成的音叉、设于音叉的臂的主平面的内侧和外侧的第1和第2电极。在分别设于第1和第2电极上的第1和第2压电薄膜之上，分别设有第3和第4电极。通过在第3、第4电极上加上相互反相的交流电压，音叉就会以与中心线成直角的方向作为谐振方向而进行谐振。谐振器陀螺仪利用由其他电极和其他压电薄膜构成的检测部检测出与施加在该谐振器上的角速度对应的哥氏力。

摘要： 本发明公开了一种石英盘式谐振微机械陀螺谐振子的制造方法，包括如下步骤：刻蚀碳化硅晶圆，制作与盘式谐振子微结构相对应的刻蚀槽；对刻蚀完成的碳化硅晶圆和石英玻璃进行键合；以高于石英玻璃软化点的温度对晶圆键合结构进行加热，直至石英玻璃均匀灌入碳化硅晶圆的刻蚀槽内，停止加热；对灌入石英玻璃的碳化硅晶圆进行减薄抛光，去除刻蚀槽以外石英玻璃；采用干法刻蚀工艺去除碳化硅，完成石英盘式谐振子结构释放。本发明解决了石英盘式微结构制造工艺难度大的问题，实现了石英盘式谐振微机械陀螺谐振子的高精度批量制造。

摘要： 本发明提供一种提高了驱动效率的薄膜微型机械式谐振器(谐振器)、改善了对所加的角速度的检测灵敏度的谐振器陀螺仪、使用该谐振器陀螺仪的导航系统及汽车。谐振器包括由非压电材料制成的音叉、设于音叉的臂的主平面的内侧和外侧的第1和第2电极。在分别设于第1和第2电极上的第1和第2压电薄膜之上，分别设有第3和第4电极。通过在第3、第4电极上加上相互反相的交流电压，音叉就会以与中心线成直角的方向作为谐振方向而进行谐振。谐振器陀螺仪利用由其他电极和其他压电薄膜构成的检测部检测出与施加在该谐振器上的角速度对应的哥氏力。

摘要： 本发明公开了一种石英盘式谐振微机械陀螺谐振子的制造方法，包括如下步骤：刻蚀碳化硅晶圆，制作与盘式谐振子微结构相对应的刻蚀槽；对刻蚀完成的碳化硅晶圆和石英玻璃进行键合；以高于石英玻璃软化点的温度对晶圆键合结构进行加热，直至石英玻璃均匀灌入碳化硅晶圆的刻蚀槽内，停止加热；对灌入石英玻璃的碳化硅晶圆进行减薄抛光，去除刻蚀槽以外石英玻璃；采用干法刻蚀工艺去除碳化硅，完成石英盘式谐振子结构释放。本发明解决了石英盘式微结构制造工艺难度大的问题，实现了石英盘式谐振微机械陀螺谐振子的高精度批量制造。

摘要： 本发明公开了一种微机械谐振器的振动控制方法及微机械谐振器，包括：衬底，以及设置于衬底上的振动结构和驱动结构；其中，驱动结构用于驱动微机械谐振器的振动结构往复运动，并在振动结构往复运动的同时，生成作用在振动结构上、且促进振动结构的往复运动的促进静电力，以及生成作用在振动结构上、且制约振动结构的往复运动的制约静电力，以使得振动结构在往复运动中由静电弹簧软化效应产生的频率偏移和由静电弹簧硬化效应产生的频率偏移之间相互抵消，进而控制微机械谐振器工作在其固有频率，提高了微机械谐振器工作时的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种基于不同谐振点灵敏度分析的GIS机械谐振谱分析方法，属于GIS故障检测技术领域，所述方法包括权利要求1‑7所述的方法；本发明提供的基于不同谐振点灵敏度分析的GIS机械谐振谱分析方法，结合了传声器的品质因数以及灵敏度分析方法，并利用生成的谐振谱分析声源特征，不仅量化了检测结果，避免运行维护人员手摸、耳闻等传统方法粗糙、低精度的缺点，还可以提高测试结果的科学性，有助于GIS设备的维护与安全运行。

摘要： 本公开描述微机械谐振器、用于谐振器的谐振器元件以及用于微调谐振器的方法。谐振器包括具有长度、宽度和厚度的谐振器元件，其中所述长度和所述宽度限定谐振器元件的平面。谐振器元件在谐振器元件的平面中包括至少两个区域(52、53)，其中所述至少两个区域具有不同的厚度。

摘要： 本发明公开了一种微机械谐振器的振动控制方法及微机械谐振器，包括：衬底，以及设置于衬底上的振动结构和驱动结构；其中，驱动结构用于驱动微机械谐振器的振动结构往复运动，并在振动结构往复运动的同时，生成作用在振动结构上、且促进振动结构的往复运动的促进静电力，以及生成作用在振动结构上、且制约振动结构的往复运动的制约静电力，以使得振动结构在往复运动中由静电弹簧软化效应产生的频率偏移和由静电弹簧硬化效应产生的频率偏移之间相互抵消，进而控制微机械谐振器工作在其固有频率，提高了微机械谐振器工作时的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种基于不同谐振点灵敏度分析的GIS机械谐振谱分析方法，属于GIS故障检测技术领域，所述方法包括权利要求1‑7所述的方法；本发明提供的基于不同谐振点灵敏度分析的GIS机械谐振谱分析方法，结合了传声器的品质因数以及灵敏度分析方法，并利用生成的谐振谱分析声源特征，不仅量化了检测结果，避免运行维护人员手摸、耳闻等传统方法粗糙、低精度的缺点，还可以提高测试结果的科学性，有助于GIS设备的维护与安全运行。

摘要： 本发明公开了一种基于非共面H型谐振器和蟹腿型支撑梁的双轴体微机械谐振式加速度计。加速度计由质量块(1)、蟹腿型支撑梁(2)、激振梁(3)、拾振梁(4)、传动梁(5)、引线梁(6)、框架(7)组成。质量块(1)的重心位于4根蟹腿型支撑梁(2)组成的平面内。由激振梁(3)、拾振梁(4)、传动梁(5)组成的4个H型谐振器位于加速度计芯片上表面。激振梁(3)和拾振梁(4)分别采用电磁激励和电磁检测模式，面内弹性刚度低，质量块(1)在面内加速度作用下翻转角度小，交叉轴耦合干扰小，并具有较高的面内检测灵敏度。正面腐蚀工艺释放激振梁(3)、拾振梁(4)、传动梁(5)和引线梁(6)简化了工艺流程，缩短了芯片腐蚀时间。