多機驅動振動同步系統(tǒng)精細化建模及動力學仿真研究.pdf

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

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

3、精細化動力學模型。
　　(2)利用四階Runge-Kutta法和MATLAB語言，開發(fā)出針對多機驅動振動同步系統(tǒng)的精細化模型和簡化模型的動力學仿真軟件。通過對兩類系統(tǒng)模型的數值仿真對比分析，研究了反向回轉雙機驅動與同向回轉雙機驅動振動系統(tǒng)、反向回轉三機驅動和同向回轉三機驅動振動系統(tǒng)的啟動瞬態(tài)到穩(wěn)態(tài)過程中各電機轉速、各偏心轉子之間相位和機體的各方向的振動響應的時變特性，結果表明:
　　1)采用不同電機驅動的反向回轉雙機驅動與同

4、向回轉雙機驅動振動系統(tǒng)的簡化模型動力學仿真結果較精細化模型仿真結果的同步轉速略有差異，同步相位差存在2～6°的偏差。
　　2)系統(tǒng)精細化模型中各轉子的轉速與各方向速度的耦合項被省略，直接導致了兩模型相位差偏差的產生。
　　3)采用相同電機驅動的反向回轉三機驅動與同向回轉三機驅動振動系統(tǒng)的簡化模型動力學仿真結果較精細化模型仿真結果差異不大。
　　(3)利用小參數平均法，推導出多機驅動振動系統(tǒng)的精細化模型下的自同步判據參數

5、，包括實現同步條件參數和穩(wěn)定性判據參數。通過精細化模型和簡化模型條件下導出的各判據參數計算結果對比分析，研究了模型簡化對反向回轉雙機驅動與同向回轉雙機驅動振動系統(tǒng)、反向回轉三機驅動和同向回轉三機驅動振動系統(tǒng)設計實現的同步條件判據、穩(wěn)定性判據和系統(tǒng)響應的影響，結果表明:
　　1)兩電機間參數相差越小，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