收藏本站
《东北大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

双机和多机驱动振动系统的若干特殊自同步理论

王得刚  
【摘要】:在自然界和工程技术的各个部门中,同步现象与同步问题随处可见。随着科学技术的进步和现代工业的发展,自同步机械在冶金、能源、建材、国防和化工等领域中得到了广泛应用,对这类机械同步特性的研究也逐渐引起人们的重视。在振动机械领域,常常需要两台或多台电机同时协同工作来完成既定的任务,实现振动机械所要求的同步特性,达到生产所要求的工艺效果。因此,对振动同步理论的研究与应用是一项十分迫切的任务。利用机电耦合理论,进一步研究振动同步系统的动力学特征,为此类机械系统的设计提供理论依据,具有重要的理论研究意义和工程实际应用价值。 本课题以闻邦椿教授提出的振动利用工程学科中机械系统的振动同步理论为基础,对双机和多机驱动振动系统的若干特殊自同步理论进行进一步的理论分析及试验研究。相应的研究工作得到国家自然科学基金重点项目(编号:50535010)和沈阳市机械振动与产品动态设计重点试验室的大力支持,具体研究内容如下: 考虑振动系统稳态运转情况下激振器角速度的微小波动对电动机电磁转矩的影响,在电压同步坐标系下,推导出了异步电动机稳态运行时电磁转矩与转速的关系表达式,为振动系统机电耦合的动力学分析提供了理论基础。 分析了质量矩不等激振器驱动振动系统中两个耦合激振器的频率俘获问题,通过引入两个激振器的平均角速度和相位差的扰动量,把两个耦合激振器的同步问题转化为频率俘获方程解的存在和稳定性问题。通过对振动系统参数的无量纲化处理,得出了质量矩不等激振器驱动振动系统的同步性条件,根据Routh-Hunwitz准则得到了同步运转的稳定性条件。 从理论上定量分析了振动系统的频率俘获力矩。研究发现系统频率俘获力矩与两个激振器相位差正弦值乘积的一半以阻力矩形式加在相位超前的电动机上以降低其角速度,另一半则以驱动力矩形式加在相位滞后电动机上以增加其角速度,两个激振器的相位差越大这个力矩则越大。系统稳态运转时的俘获力矩对系统不做功,但是可以限制相位差的增大。当相位差达到某一数值时,两个电机的角加速度同时变为零值,振动系统实现同步运转。 定量分析了振动系统中质量矩不等激振器的动力学耦合特性。研究发现每个激振器的负载转矩包括三部分:相位角正弦作用的转矩,耦合正弦作用的转矩,耦合余弦作用的转矩。频率俘获的力矩来自耦合余弦作用的影响,等于耦合余弦作用的系数和动能的乘积。实现频率俘获的条件取决于两个电机的参数和两个激振器耦合余弦作用的系数。 建立了振动球磨机的动力学模型,研究了两个偏心激振器位于同一轴线上但不用过渡轴连接的振动系统的同步问题。根据拉格朗日方程得到了振动球磨机的运动方程及其稳态响应,运用Hamilton原理推导出了振动系统的同步性条件和同步运转的稳定性条件,为振动球磨机的设计提供了理论基础。 对双机启动状态的振动系统进行动力学分析,导出了振动系统的运动方程和稳态响应,然后分析了当两个电机在同步运转进入稳定状态后,切断其中一个电机的电源,即电源只给一个电机供电的情况下振动系统的同步性判据和振动系统实现振动同步传动后保持同步运转状态的稳定性判据。 在对实现振动同步传动的同步性判据与同步状态的稳定性判据的理论分析的基础上进行了振动同步传动运动规律的仿真分析。分别分析了两个偏心转子在稳定运转状态下0°相位差和180°相位差实现振动同步传动的运动规律,以及两个激振器质量矩相等和质量矩不等情况下振动系统实现振动同步传动的运动规律。 研究了三电机驱动振动系统的自同步理论,建立了三电机驱动振动系统的机电耦合数学模型,运用Hamilton原理导出了振动系统的同步性条件和同步运转的稳定性条件。通过仿真分析了三电机驱动振动系统的运动规律,为多机驱动振动系统的设计提供了理论基础。 以万能同步试验台为试验研究对象,分别对试验台两个电机驱动和三个电机驱动所组合的质量矩相等激振器和质量矩不等激振器驱动的多种类型的自同步振动机进行试验研究及分析,研究了振动系统的振动同步特性和振动同步传动特性。通过对万能同步试验台的试验与研究,验证了振动系统在满足一定同步性条件和稳定性条件时,振动系统才能实现振动同步的稳定运转以及振动同步传动的稳定运转。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O322

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱洪波,肖井华,李向明;耦合映射的混沌广义同步[J];北京邮电大学学报;1999年03期
2 赵德勤;刘曾荣;;基于追踪控制的混沌系统广义同步[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2007年06期
3 闻邦椿,关立章;平面双质体自同步振动机的同步理论[J];东北工学院学报;1979年02期
4 闻邦椿,关立章;空间单质体与双质体自同步振动机的同步理论[J];东北工学院学报;1980年01期
5 熊万里,何勍,闻邦椿;机电耦合自同步系统的过渡过程分析[J];东北大学学报;2000年02期
6 袁惠群,李鹤,闻邦椿;发电机转子同步稳定性的非线性分析[J];东北大学学报;2001年04期
7 张天侠,鄂晓宇,闻邦椿;振动同步系统中的耦合效应[J];东北大学学报;2003年09期
8 韩清凯;杨晓光;秦朝烨;闻邦椿;;激振器参数对自同步振动系统的影响[J];东北大学学报(自然科学版);2007年07期
9 范俭,李东升,闻邦椿;双机传动机械系统同步控制的研究[J];东北大学学报;1994年06期
10 郭军;朱凡;刘远飞;;基于马尔科夫链预测的多无人机协同搜索控制[J];弹箭与制导学报;2007年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 黄玮;混沌系统的同步和非混沌系统的混沌化研究[D];东北大学;2005年
2 陈明杰;连续混沌系统同步及应用研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
3 蒲兴成;混沌同步控制及应用研究[D];重庆大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王铁邦;混沌系统的耦合同步[D];广西大学;2001年
2 闫国兴;三电机激振自同步振动系统的机电耦合机理研究[D];西南石油大学;2006年
3 李新光;混沌系统的控制与同步中若干问题的研究[D];大连理工大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王金霆;;用摄动法解物理摆的振动周期[J];安徽工学院学报;1987年01期
2 董朝文;李骊;;阻尼系统的非线性振动[J];安徽工学院学报;1993年04期
3 ;Synchronization of two coupled exciters in a vibrating system of spatial motion[J];Acta Mechanica Sinica;2010年03期
4 王铁牛;;ZD1894等厚振动筛设计与分析[J];鞍山科技大学学报;2006年05期
5 杨立永;陈智刚;李正熙;;基于DSP的异步电机定子磁场定向解耦控制策略研究[J];北方工业大学学报;2010年03期
6 刁利军;刘志刚;孙大南;贾利民;;基于Lyapunov理论的交流传动系统建模和稳定性分析[J];北京交通大学学报;2010年05期
7 薛春霞,樊文欣;非线性金属丝网减振器的试验建模和参数辨识[J];车辆与动力技术;2004年04期
8 尹韵;黄运生;陈学;;交流电机负载转矩的自适应辨识[J];兵工自动化;2009年08期
9 李岩;张超;刘陵顺;;无刷同步电机的起动性能仿真[J];兵工自动化;2012年01期
10 孙勇久 ,许哨子;钟表引信高转速下停摆的计算机仿真[J];兵工学报;1988年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙艺瑕;徐鉴;;一类两自由度分段线性系统的时滞反馈控制[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 ;The Synchronization of Fractional-order Chaotic Systems via Sliding Mode Control[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
3 陈会征;陈予恕;;振动筛分机械相关问题的研究进展[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
4 裴利军;高亚飞;;指数二分法在近恒同混沌系统同步中应用[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
5 郝颖;吴志强;;双线性滞后系统减振分析[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
6 卢子广;谭峙;;采用异步发电机和PWM整流器的42伏汽车发电系统的一种电压控制策略及分析模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 卢子广;纵葵花;;采用爪极同步发电机和PWM整流器的汽车发电系统的高性能控制设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 罗铭;刘振兴;周恒;张雪;高放英;;变频电源笼型异步电机断条故障诊断仿真研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 ;Noise-induced and Noise-enhanced Complete Synchronization of Fractional Order Chaotic Systems[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 盛立;高明;;统一混沌系统的自适应混合延迟投影同步[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
3 撖奥洋;变速恒频风力发电系统故障特性与保护技术研究[D];华中科技大学;2010年
4 胡楚雄;基于全局任务坐标系的精密轮廓运动控制研究[D];浙江大学;2010年
5 吴乐彬;基于电液伺服并联六自由度机构的广义负载模拟理论和实验研究[D];浙江大学;2010年
6 胡清华;轴承—转子系统的非线性动力学分析与优化研究[D];大连理工大学;2011年
7 黄志伟;基于非线性转子动力学的水轮发电机组振动机理研究[D];华中科技大学;2011年
8 郑松;几类时滞复杂动力网络的同步研究[D];江苏大学;2011年
9 吴庆初;复杂网络同步与传播动力学研究[D];上海大学;2011年
10 龚宇雷;微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘华艳;耦合混沌系统广义同步研究[D];郑州大学;2010年
2 田海燕;静电除尘器阳极振打系统的非线性分析[D];郑州大学;2010年
3 王建勋;4200立辊轧机主传动系统扭振研究[D];郑州大学;2010年
4 许红珍;不确定混沌系统同步方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 陈海艳;分数阶混沌系统的同步控制[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 李新文;船舶电力推进同步电机控制系统设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王大为;双驱式高精度数控铣削实验系统研究与设计[D];大连理工大学;2010年
8 崔金龙;BHS40110型博后筛动力学性能及振动模态研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 雷飞;惯性往复振动机械结构动力学分析及应用[D];河南工业大学;2010年
10 邵洪涛;高方平筛瞬态过程分析及其虚拟样机仿真研究[D];河南工业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋本祥,孙鹏;混沌同步化的非线性反馈方法[J];鞍山师范学院学报;1997年02期
2 赵晓红 ,魏学业 ,杨涛;罗伦兹系统的混沌自适应控制与同步研究[J];北方交通大学学报;2002年03期
3 张玉慧;混沌保密通信的研究[J];北方交通大学学报;1999年02期
4 林鹤,康祖立;初轧机轧制打滑引起的扭振响应[J];北京科技大学学报;1991年01期
5 朱洪波,肖井华,李向明;耦合映射的混沌广义同步[J];北京邮电大学学报;1999年03期
6 翁贻方,PeiYu;混沌同步原理及其在保密通信中的应用[J];北京轻工业学院学报;2000年01期
7 杨晓松;广义混沌同步理论中的反例[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2000年01期
8 王发强;刘崇新;;线性反馈控制变形Liu混沌系统同步[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年06期
9 姜德义,郑拯宇,李林,任松;压电陶瓷片耦合振动模态的ANSYS模拟分析[J];传感技术学报;2003年04期
10 彭军,廖晓峰,吴中福;混沌在保密通信中的应用研究[J];重庆工业高等专科学校学报;2002年03期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 齐冬莲;连续混沌动力学系统的控制理论研究[D];浙江大学;2002年
2 张学义;混沌同步及其在通信中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
3 侯勇俊;筒式网钻井筛工作理论研究[D];西南石油学院;2002年
4 王延风;磁悬浮精密定位工作台机电一体化CAD/CAE集成研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
5 陈骏;不同系统的混沌同步及相关问题的研究[D];上海大学;2004年
6 赵辽英;混沌同步控制及在保密通信中的应用研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 范正平;混沌控制、同步及在保密通信中的应用[D];燕山大学;2002年
2 姚利娜;基于非线性观测器理论实现混沌系统控制与同步研究[D];郑州大学;2002年
3 张亚兵;混沌系统的同步及其在通信中的应用[D];南京理工大学;2003年
4 马军;四维L.C振子超混沌系统的同步研究[D];广西师范大学;2003年
5 刘娟花;小波分析在语音去噪中的应用[D];西安理工大学;2004年
6 吴志星;隔爆长形振动电机动态特性研究及模拟测试试验[D];西南石油学院;2004年
7 侯书霞;基于非线性观测器的混沌同步控制研究[D];郑州大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王得刚;赵清华;赵春雨;闻邦椿;;双机驱动振动系统同步运转的稳定性[J];东北大学学报(自然科学版);2009年11期
2 赵华;谢根全;;利用频响函数对振动系统进行优化设计[J];现代机械;2006年03期
3 杨海明;何世安;镇松林;苏政鹏;;斯特林制冷机振动数学模型的Laplace变换及仿真[J];低温与超导;2008年04期
4 邱英;;单自由度振动系统对任意激励响应的仿真分析[J];科技广场;2008年05期
5 潘逸兴;离散振动系统中的广义特征值问题[J];江苏工业学院学报;1992年01期
6 梁召峰,周光平,张亦慧;ANSYS在功率超声领域中的应用[J];机械与电子;2005年08期
7 樊建荣;;基于MATLAB的双自由度可解耦系统的振动模态分析[J];科技致富向导;2010年33期
8 王如彬;张志康;;有限大阻尼非线性非自治振动系统的渐近解[J];振动与冲击;1990年01期
9 田荣娟;鲁占全;;滚动轴承的振动噪声与控制[J];科技信息(学术研究);2007年15期
10 赵群;张义民;;振动系统随机传递路径功率流分析[J];机械设计与制造;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 祝锡晶;徐鸿钧;王爱玲;;超声珩磨加工技术中振动系统的试验研究[A];全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集(二)[C];2004年
2 林书玉;张光斌;;大功率气介超声换能器的性能研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
3 水嘉鹏;裴慧元;刘咏松;;振动系统的惯量对测量试样内耗值的影响[A];内耗与超声衰减——第五届全国固体内耗与超声衰减学术会议论文集[C];1997年
4 许伟;曾新吾;龚昌超;孙海洋;;调制气流声源振动系统实验研究[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
5 郭晓磊;曹平祥;;圆锯片自激振动的研究[A];2007全国木材加工技术与装备发展研讨会论文集[C];2007年
6 房庆海;房兴太;;车桥振动系统的分布参数模型及数值解[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会结构可靠度委员会全国第三届学术交流会议论文集[C];1992年
7 刘镛;;轧机油膜轴承振动分析[A];第五届中国轧机油膜轴承技术研讨会论文集[C];2000年
8 张义民;;基于矩的单自由度非线性振动系统的可靠性灵敏度设计[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
9 孙兴涛;刘树海;袁志军;;非正弦振动装置在青钢品种钢生产的应用实践[A];第八届全国连铸学术会议论文集[C];2007年
10 乐源;谢建华;;一类两自由度碰撞振动系统的对称性和分岔[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 常闻;敢于给“洋设备”动手术[N];中国航天报;2010年
2 北京 朱耐东;初试静电扬声器[N];电子报;2007年
3 记者 吴炳森;当年投产 当年创效[N];中国铁道建筑报;2008年
4 王新生张延颖;葛泉矿依靠自主创新节能减排[N];中国矿业报;2007年
5 张延颖;河北金牛葛泉矿依靠自主创新节能减排[N];科技日报;2008年
6 ;专利精选[N];中国水利报;2002年
7 黄建东;不给竞争对手任何可乘之机[N];上海证券报;2007年
8 毛颖;卡特彼勒CB534D XW沥青双钢轮压路机[N];中国水利报;2004年
9 Bman;如何让惠威M200音箱获得最佳音质[N];中国电脑教育报;2002年
10 丁劲生 安化萍;缓冲材料振动传递特性试验的数据采集及处理系统[N];中国包装报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王得刚;双机和多机驱动振动系统的若干特殊自同步理论[D];东北大学;2009年
2 韩维;斜碰撞振动系统动力学研究[D];南京航空航天大学;2003年
3 刘皞;振动系统的特征结构配置问题[D];南京航空航天大学;2007年
4 秦鹏;基于全柔性串接式振动系统的高精度动不平衡测量研究[D];上海交通大学;2007年
5 吴禹;泊松白噪声激励下几类非线性系统的响应与可靠性[D];浙江大学;2008年
6 李向华;上海磁浮轨道巡检车传动系扭转振动的研究[D];上海交通大学;2007年
7 万信华;斜拉桥车桥耦合振动及其MTMD振动控制[D];华中科技大学;2006年
8 徐慧东;非光滑动力系统周期解的分岔研究[D];西南交通大学;2008年
9 潘海兵;多功能联合采伐机平顺性研究及动力学仿真[D];东北林业大学;2009年
10 栾海英;电液伺服控制线性摩擦焊系统关键技术的研究[D];机械科学研究总院;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张昊;双机驱动空间单质体振动系统的自同步理论与仿真的研究[D];东北大学;2008年
2 李洁;双电机驱动振动系统自同步与相位控制理论的研究[D];东北大学;2008年
3 张宇;超声辅助珩齿装置的设计理论与振动实验研究[D];太原理工大学;2007年
4 叶小芬;空间单质体双机驱动振动系统自同步理论研究[D];东北大学;2009年
5 闫铭;平面双质体双机驱动振动系统自同步理论研究[D];东北大学;2010年
6 任小龙;基于虚拟仪器的水电机组振动状态监测系统的研究与开发[D];西安理工大学;2008年
7 高健;质心偏移式双机驱动振动系统的自同步理论与仿真研究[D];东北大学;2008年
8 高科;双机驱动振动系统近共振自同步理论研究[D];东北大学;2008年
9 刘戡;基于自同步的多振动机系统隔振理论的研究[D];东北大学;2009年
10 刘鑫;四电机驱动振动系统同步理论的研究[D];东北大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026