機(jī)電耦合傳動(dòng)系統(tǒng)的非平穩(wěn)過渡過程與系統(tǒng)廣義同步特性研究.pdf

1、東北大學(xué)博士學(xué)位論文機(jī)電耦合傳動(dòng)系統(tǒng)的非平穩(wěn)過渡過程與系統(tǒng)廣義同步特性研究姓名：熊萬里申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論指導(dǎo)教師：聞邦椿2000.1.1了所推導(dǎo)的特征頻率公式在診斷傳動(dòng)系統(tǒng)故障方面的實(shí)用價(jià)值。本文第五章利用自同步系統(tǒng)的耦合動(dòng)力學(xué)模型定量揭示了非理想系統(tǒng)起動(dòng)過程中的一類特殊的物理現(xiàn)象一回轉(zhuǎn)頻率俘獲及亞諧回轉(zhuǎn)頻率俘獲。文章比較分析了回轉(zhuǎn)頻率俘獲與遲滯共振及傳統(tǒng)頻率俘獲之間的區(qū)別和聯(lián)系，并通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，從一般意義上研

2、究了系統(tǒng)阻尼變化對(duì)非理想系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的影響，提出了通過增大系統(tǒng)阻尼避免回轉(zhuǎn)頻率俘獲的實(shí)用策略。自同步振動(dòng)和振動(dòng)同步傳動(dòng)作為振動(dòng)機(jī)械的兩種典型動(dòng)力學(xué)特性，在工程上已獲得成功應(yīng)用，但是在理論上尚未得到定量解釋。本文第六章第二節(jié)和第八章第三節(jié)利用數(shù)值研究方法全面再現(xiàn)了系統(tǒng)發(fā)生自同步振動(dòng)和振動(dòng)同步傳動(dòng)的過渡過程，從機(jī)電耦合角度對(duì)該特性作出了合理解釋。第六章第三、四節(jié)進(jìn)一步對(duì)彈性連桿式振動(dòng)機(jī)和電磁激振式振動(dòng)機(jī)的自同步特性進(jìn)行了研究。在全局意義上研

3、究機(jī)電耦合自同步系統(tǒng)的同步條件和穩(wěn)定性判據(jù)，目前還沒有行之有效的方法，由于模型本身的復(fù)雜性和現(xiàn)有數(shù)學(xué)手段的限制，對(duì)同步條件及系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究工作主要圍繞近同步狀態(tài)展開。本文第七章以電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的輸出功率為中介，求出了機(jī)電耦合自同步系統(tǒng)在近同步狀態(tài)下的同步條件和穩(wěn)定性判據(jù)。耦合VanderPol振子是生物工程、電子電路理論、化學(xué)反映動(dòng)力學(xué)和機(jī)械振動(dòng)等領(lǐng)域具有廣泛代表性的一類動(dòng)力系統(tǒng)。延遲自同步是該系統(tǒng)的一種動(dòng)力學(xué)特性，但到目前尚未被充分認(rèn)

4、識(shí)。本文第八章第二節(jié)對(duì)其進(jìn)行了專門研究，詳盡分析了同向延遲同步和反向延遲同步兩種不同的同步形態(tài)，從理論上導(dǎo)出了系統(tǒng)同步頻率及延遲相位角的通用計(jì)算式，按該式計(jì)算得到的結(jié)果與數(shù)值分析的結(jié)果吻合較好。第八章第四、五兩節(jié)揭示了機(jī)電耦合自同步系統(tǒng)在兩個(gè)電機(jī)的供電頻率存在微小差別或呈倍頻關(guān)系時(shí)出現(xiàn)的延遲自同步及分頻同步兩種新的同步現(xiàn)象。本文最后一章針對(duì)四軸驅(qū)動(dòng)直線式振動(dòng)機(jī)揭示了單電機(jī)控制方法只能使系統(tǒng)“弱同步”的原因，提出了一種能夠使四臺(tái)電機(jī)實(shí)現(xiàn)0