復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)（鍵合圖—模態(tài)分析）方法研究.pdf

1、全文在分析現(xiàn)有模態(tài)理論的不足和復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)特性研究難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用鍵合圖理論，將機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)的模態(tài)理論和方法引入機(jī)、電、液力等多種能量共存的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)，初步建立起基于鍵合圖的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)全局耦合動力學(xué)建模和模態(tài)分析的基本概念和理論框架。全文分為七章，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： 第一章分析復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)研究現(xiàn)狀、工程背景和存在的問題，詳細(xì)綜述了鍵合圖理論和模態(tài)分析理論研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及其局限性，闡述了建立基于[鍵合圖

2、-模態(tài)分析]方法的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)全局耦合動力學(xué)分析方法的必要性。 第二章在分析鍵合圖模型特點(diǎn)、現(xiàn)有實(shí)、復(fù)模態(tài)理論和方法諸多不足的基礎(chǔ)上，提出并初步從理論上建立了[鍵合圖-模態(tài)分析]方法，首次將鍵合圖用于模態(tài)分析，該方法能同時得出第一類模態(tài)和第二類模態(tài)，給出的算例證明其優(yōu)點(diǎn)明顯、突出。 第三章將[鍵合圖-模態(tài)分析]方法應(yīng)用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)綜合研究，在分析鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)和分支結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上建立了基于鍵合圖的傳遞矩陣法；提出了阻抗-導(dǎo)納

3、鍵合圖并建立了基于鍵合圖的阻抗-導(dǎo)納法；將鍵合圖用于動態(tài)子結(jié)構(gòu)研究。所給出的算例表明本章研究使傳統(tǒng)上只能用于機(jī)械系統(tǒng)的這幾種方法可以非常方便地用于多能域耦合系統(tǒng)和非機(jī)械系統(tǒng)的動力學(xué)特性研究中。 第四章分析了機(jī)、電、液三類系統(tǒng)的共同數(shù)學(xué)和物理背景，在此基礎(chǔ)上，借助鍵合圖將模態(tài)概念和方法推廣應(yīng)用于電路和液壓回路中。研究了不同能域耦合系統(tǒng)的模態(tài)分析方法，分析了TF節(jié)和GY節(jié)中耦合參數(shù)對模態(tài)的影響。 第五章分析了現(xiàn)有模塊化建模方

4、法的特點(diǎn)、原理及其缺陷，提出了基于鍵合圖的模塊化建模方法，建立了一個包含部分常用部件的鍵合圖模塊庫。 第六章最后應(yīng)用部分本文提出的方法，在國家自然科學(xué)基金項目和與寶鋼合作項目支持下，完成了一個典型的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)-高速軋機(jī)的模塊化建模、仿真、模態(tài)分析及實(shí)測對比研究，驗(yàn)證了本文理論研究成果的優(yōu)越性和正確性。 針對具有多能域耦合特點(diǎn)的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)模態(tài)分析及建模方法的研究在國內(nèi)外尚未見涉及。本文構(gòu)思一種研究思路：利用鍵合圖法在多