多機驅(qū)動振動同步系統(tǒng)精細化建模及動力學(xué)仿真研究.pdf

1、目前，各類自同步振動機已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，如自同步輸送機、自同步給料機等。對此類振動同步系統(tǒng)，國內(nèi)外學(xué)者已進行了廣泛深入的研究，取得大量的研究成果，解決了雙機驅(qū)動自同步振動機械的設(shè)計問題。然而，由于解析分析的需要，系統(tǒng)動力學(xué)模型建立過程都忽略了偏心轉(zhuǎn)子與機體運動耦合項對機體運動的影響，造成多機驅(qū)動振動系統(tǒng)的動力學(xué)特征分析結(jié)果不夠精確，阻礙了振動同步理論應(yīng)用的發(fā)展，如多年來國內(nèi)外學(xué)者一直致力于建立多機驅(qū)動振動機械設(shè)計理論的研究，開發(fā)

2、新型振動機械，提高系統(tǒng)驅(qū)動功率，但至今沒有實現(xiàn)此目標。本文正是針對這個問題提出的，主要研究多機驅(qū)動振動同步系統(tǒng)動力學(xué)模型中被忽略項對整體系統(tǒng)動力學(xué)行為的影響，并進行了動力學(xué)仿真對比分析，完成了以下研究工作。
　　(1)通過多體動力學(xué)的坐標變換理論，推導(dǎo)出振動系統(tǒng)中各偏心轉(zhuǎn)子、機體質(zhì)心坐標及支撐彈簧變形量表達式，求得系統(tǒng)的動能函數(shù)、勢能函數(shù)及逸散函數(shù)，利用拉格朗日方程導(dǎo)出了多機驅(qū)動振動系統(tǒng)的完整運動微分方程，建立了多機驅(qū)動振動系統(tǒng)的

3、精細化動力學(xué)模型。
　　(2)利用四階Runge-Kutta法和MATLAB語言，開發(fā)出針對多機驅(qū)動振動同步系統(tǒng)的精細化模型和簡化模型的動力學(xué)仿真軟件。通過對兩類系統(tǒng)模型的數(shù)值仿真對比分析，研究了反向回轉(zhuǎn)雙機驅(qū)動與同向回轉(zhuǎn)雙機驅(qū)動振動系統(tǒng)、反向回轉(zhuǎn)三機驅(qū)動和同向回轉(zhuǎn)三機驅(qū)動振動系統(tǒng)的啟動瞬態(tài)到穩(wěn)態(tài)過程中各電機轉(zhuǎn)速、各偏心轉(zhuǎn)子之間相位和機體的各方向的振動響應(yīng)的時變特性，結(jié)果表明:
　　1)采用不同電機驅(qū)動的反向回轉(zhuǎn)雙機驅(qū)動與同

4、向回轉(zhuǎn)雙機驅(qū)動振動系統(tǒng)的簡化模型動力學(xué)仿真結(jié)果較精細化模型仿真結(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)精細化模型中各轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與各方向速度的耦合項被省略，直接導(dǎo)致了兩模型相位差偏差的產(chǎn)生。
　　3)采用相同電機驅(qū)動的反向回轉(zhuǎn)三機驅(qū)動與同向回轉(zhuǎn)三機驅(qū)動振動系統(tǒng)的簡化模型動力學(xué)仿真結(jié)果較精細化模型仿真結(jié)果差異不大。
　　(3)利用小參數(shù)平均法，推導(dǎo)出多機驅(qū)動振動系統(tǒng)的精細化模型下的自同步判據(jù)參數(shù)

5、，包括實現(xiàn)同步條件參數(shù)和穩(wěn)定性判據(jù)參數(shù)。通過精細化模型和簡化模型條件下導(dǎo)出的各判據(jù)參數(shù)計算結(jié)果對比分析，研究了模型簡化對反向回轉(zhuǎn)雙機驅(qū)動與同向回轉(zhuǎn)雙機驅(qū)動振動系統(tǒng)、反向回轉(zhuǎn)三機驅(qū)動和同向回轉(zhuǎn)三機驅(qū)動振動系統(tǒng)設(shè)計實現(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)兩電機間參數(shù)相差越小，因忽略耦合項所帶來的系統(tǒng)同步相位差偏差越小，兩電機參數(shù)相同，則偏差不存在。
　　2)振動系統(tǒng)的簡化模型與精細化模型相比較，兩類模