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空间三机振动系统振动同步机理研究

中国电机工程学报 2022年第13期42卷 4963-4973页

作者：方潘石双全陆小刚侯度宇侯勇俊机电工程学院(西南石油大学) 四川省成都市610500 石油天然气装备教育部重点实验室(西南石油大学) 四川省成都市610500

振动同步广泛应用于物料筛分、分级和输送等工程领域。现有振动同步理论是围绕平面振动系统展开的,而对空间振动系统的同步理论研究甚少。为完善振动同步理论,研究空间三机振动系统的振动同步机理。首先建立空间三机振动系统的动力学模... 详细信息

振动同步广泛应用于物料筛分、分级和输送等工程领域。现有振动同步理论是围绕平面振动系统展开的,而对空间振动系统的同步理论研究甚少。为完善振动同步理论,研究空间三机振动系统的振动同步机理。首先建立空间三机振动系统的动力学模型,并利用拉格朗日方程推导出系统运动微分方程。然后采用小参数平均法探明系统同步条件,应用Lyapunov稳定性理论与Routh-Hurwitz判据分析系统稳定条件;运用数值计算方法讨论影响系统同步性的因素。最后建立系统的机电耦合模型分析振动系统的动力学特性,并通过实验测试验证理论与仿真分析的可靠性。通过研究发现,系统的同步行为主要由各电机安装位置和偏心转子质量决定,且非同轴电机上偏心转子质量变化对各电机的同步相位差值影响较小;当同轴两电机间距离增加至临界点后,该距离的增加不再对系统的稳定相位差值产生影响。

关键词：振动同步空间三电机偏心转子自同步动力学

电驱动偏心转子与复合振动环境振动同步的理论研究

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应用力学学报 2022年第4期39卷 775-783页

作者：黄旭苏明孙易森赵容晨李荣谢志平贵州师范大学机械与电气工程学院贵阳550025

在振动环境中,当带偏心转子的电机旋转角速度与振动环境的角频率相近时,两者可以实现振动同步。针对这一特殊现象,本研究提出一种小参数积分均值法来研究该振动同步问题,设置电驱动偏心转子角速度与振动环境角频率之差的积分均值为变量... 详细信息

在振动环境中,当带偏心转子的电机旋转角速度与振动环境的角频率相近时,两者可以实现振动同步。针对这一特殊现象,本研究提出一种小参数积分均值法来研究该振动同步问题,设置电驱动偏心转子角速度与振动环境角频率之差的积分均值为变量,通过积分变换将电驱动偏心转子与复合振动环境之间的动力学方程转化为二阶周期系数微分方程,应用周期系数二阶微分方程相关理论推导得出实现振动同步的同步性判据和稳定性判据,并通过数值仿真验证了同步性与稳定性判据的有效性。本研究提出的将电驱动偏心转子角速度与振动环境角频率之差的小参数积分均值法,为研究振动同步理论提供了一种新的方法。

关键词：复合振动环境电驱动偏心转子振动同步同步性判据稳定性判据

多机驱动振动系统的同步理论及智能同步控制研究

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多机驱动振动系统的同步理论及智能同步控制研究

作者：贾一君北京建筑大学

学位级别：硕士

机械振动同步是振动利用工程学科中一个重要研究课题。随着工程实践需求的不断提高,高功率与高精度的振动同步机械的研发逐渐成为振动利用工程学科的热点研究方向。通过增加电机数目从而提高整机功率,进而实现多电机驱动振动系统的同步... 详细信息

机械振动同步是振动利用工程学科中一个重要研究课题。随着工程实践需求的不断提高,高功率与高精度的振动同步机械的研发逐渐成为振动利用工程学科的热点研究方向。通过增加电机数目从而提高整机功率,进而实现多电机驱动振动系统的同步;采用智能控制方式对电机的运行状态进行调控,从而实现振动系统高精度的同步目标。这两方面的研究均具有一定的理论研究意义以及工程实际利用价值。本文以单质体直线对称分布双机驱动动力学模型与单质体圆周对称分布四机驱动动力学模型为研究对象,结合小参数平均法、控制理论以及优化理论相关算法,分别对研究对象的振动同步、控制同步、以及智能同步进行研究,具体工作如下:（1）以单质体直线对称分布双机驱动振动系统为研究对象,运用小参数平均法和哈密顿原理,得出了振动系统实现同步的条件以及同步稳定性条件。同时,进行了系统自同步、同步传动、丢失负载同步多工况同步仿真,验证了理论设计的可靠性。（2）基于单质体直线对称分布双机驱动动力学模型,分别设计了主从控制策略下的模糊PID控制器和麻雀滑模控制器,证明了控制稳定性。通过仿真发现,在所设计的控制器作用下,双机系统均实现了零相位差同步,说明了控制方法的有效性。（3）设计了一种单质体圆周对称分布四机驱动振动系统,运用小参数平均法和哈密顿原理,得出了系统同步运行的条件以及同步稳定性条件。进行了自同步、同步传动等多工况数值仿真,并利用控制变量法研究了结构设计中的关键参数对系统同步的影响情况。（4）基于单质体圆周对称分布四机驱动动力学模型,设计了偏差耦合控制策略下的径向基函数（RBF）神经网络PID控制器。相较于四机自同步仿真结果,神经网络PID控制器作用下系统稳态同步精度有所提高,说明了控制方法的有效性。

关键词：振动同步智能控制同步稳定性麻雀算法 RBF神经网络PID控制

两机反向旋转的振动同步系统在远共振和亚共振状态下的运动选择特性

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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振动与冲击 2017年第24期36卷 184-188,194页

作者：李凌轩陈晓哲东北大学秦皇岛分校控制工程学院河北秦皇岛066004 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

针对目前振动同步系统在远共振和近共振情况下稳态运动特性尚不够明确的问题,建立了一类平面两机反向旋转的振动同步系统模型来致力于研究其在亚共振和远共振情况下的稳态运动规律。采用拉格朗日方法建立双机反向旋转的振动同频系统的... 详细信息

针对目前振动同步系统在远共振和近共振情况下稳态运动特性尚不够明确的问题,建立了一类平面两机反向旋转的振动同步系统模型来致力于研究其在亚共振和远共振情况下的稳态运动规律。采用拉格朗日方法建立双机反向旋转的振动同频系统的运动方程并利用小参数法求出其稳态解,利用Hamilton原理推导出系统的同步运转的频率俘获条件、稳定性判据及其运动规律;通过实验研究验证了理论的正确性。研究表明:在远共振工况下,当l_0l_ψ~2时,相位差稳定在180°附近;在亚共振工况下,结论正好与之相反。该研究为工程中双机反向旋转同步机械的设计提供了理论依据和实验参照。

关键词：振动同步亚共振远共振稳定性判据

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非线性振动系统非共振振动自同步特性

振动．测试与诊断 2016年第2期36卷 295-300,401-402页

作者：李叶耿志远李鹤魏小鹏闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016

从理论计算、数值仿真和实验验证三个方面研究一类平面单质体非线性振动系统在非共振工作时的振动同步特性。首先,以反向回转双电机驱动的振动系统为研究对象,考虑其弹性元件的非线性因素,采用拉格朗日法建立其动力学模型;其次,基于Hami... 详细信息

从理论计算、数值仿真和实验验证三个方面研究一类平面单质体非线性振动系统在非共振工作时的振动同步特性。首先,以反向回转双电机驱动的振动系统为研究对象,考虑其弹性元件的非线性因素,采用拉格朗日法建立其动力学模型;其次,基于Hamilton原理求出系统实现自同步的条件,利用一次近似判别法求出系统稳定同步运行的条件;然后,基于Matlab/Simulink软件,采用4阶龙格库塔法进行数值仿真,对理论推导的自同步条件及稳定性条件进行计算;最后,对一单质体振动样机进行实验测试。仿真结果表明,该非线性振动系统可以实现稳定的0相位自同步运动。通过理论计算结果、仿真结果以及实验结果的相互对比,验证该非线性振动系统同步特性理论的准确性。

关键词：非线性非共振振动系统振动同步同步稳定性

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偏移式同相回转自同步振动机自同步过程

东北大学学报（自然科学版） 2009年第6期30卷 853-856页

作者：张楠侯晓林闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004 中冶京诚工程技术有限公司北京100176

自同步振动和振动同步传动在机械工程上已获得成功应用.提出了一种偏移式同相回转自同步振动系统,根据拉格朗日力学原理推导出了其动力学模型,给出了其机电耦合数学模型,并编制仿真模型.仿真直观显示振动机械实现同步和自同步振动的过... 详细信息

自同步振动和振动同步传动在机械工程上已获得成功应用.提出了一种偏移式同相回转自同步振动系统,根据拉格朗日力学原理推导出了其动力学模型,给出了其机电耦合数学模型,并编制仿真模型.仿真直观显示振动机械实现同步和自同步振动的过渡过程.充分解释了系统从不同步到同步及从一种同步状态过渡到另一种同步状态的过程.揭示了质心偏移式振动系统的自同步振动特性,为同类产品设计提供了理论基础.

关键词：振动同步自同步偏移式同相同步机电耦合模型

基于Hamilton多机振动系统同步稳定特性分析

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东北大学学报（自然科学版） 2008年第5期29卷 709-713页

作者：张楠侯晓林闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004 中冶京诚工程技术有限公司北京100176

基于Hamilton原理,提出了一种多机振动系统同步稳定性理论条件.基于Lagrange力学方法,在6个自由度振动系统同步稳定性模型的基础上,首次建立具有12个自由度多机系统的动力学模型,运用Hamilton原理建立了该系统实现同步运转和同步稳定运... 详细信息

基于Hamilton原理,提出了一种多机振动系统同步稳定性理论条件.基于Lagrange力学方法,在6个自由度振动系统同步稳定性模型的基础上,首次建立具有12个自由度多机系统的动力学模型,运用Hamilton原理建立了该系统实现同步运转和同步稳定运转特性的条件.该同步稳定性理论能广泛应用在多电机多筛的节肢振动筛中.分析表明,具有3个惯性反向回转的节肢振动筛系统,在满足一定条件时可以实现同步且稳定运转,为该类产品设计提供了理论依据.

关键词：振动同步同步稳定性动态特性 Hamilton原理多机振动系统

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偏移式自同步振动机的同步特性

东北大学学报（自然科学版） 2009年第9期30卷 1302-1304,1309页

作者：张楠侯晓林闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004 中冶京诚工程技术有限公司北京100176

为了研究偏移式自同步振动机的同步特性,首先建立机电耦合动力学模型,然后,通过数值分析的方法对自同步振动机各个参数从系统启动到各参数稳定运转过程进行了合理的仿真,充分验证了该类自同步振动机的同步特性.最后,采用试验数据和仿真... 详细信息

为了研究偏移式自同步振动机的同步特性,首先建立机电耦合动力学模型,然后,通过数值分析的方法对自同步振动机各个参数从系统启动到各参数稳定运转过程进行了合理的仿真,充分验证了该类自同步振动机的同步特性.最后,采用试验数据和仿真数据相结合的方法,对该类自同步振动机进行了同步特性研究.研究表明:自同步振动机必须满足同步理论条件,才能实现稳定的同步运转状态.

关键词：振动同步自同步非线性振动偏移式自同步振动机

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双机及多机驱动振动系统振动同步概述

农业装备技术 2022年第6期48卷 50-52页

作者：刘云山辽宁轨道交通职业学院辽宁沈阳110023

在介绍自然与工程中的同步现象和振动同步理论概念的基础上,文章介绍了国外以前苏联学者Blekhman、日本学者Inoue等为代表的机械系统振动同步研究情况,及国内以学者闻邦椿、赵春雨和张学良等为代表的机械系统振动同步研究情况,并分析了... 详细信息

在介绍自然与工程中的同步现象和振动同步理论概念的基础上,文章介绍了国外以前苏联学者Blekhman、日本学者Inoue等为代表的机械系统振动同步研究情况,及国内以学者闻邦椿、赵春雨和张学良等为代表的机械系统振动同步研究情况,并分析了振动同步在实际应用中的不足和振动系统同步发展方向。

关键词：振动系统振动同步双机及多机驱动