復雜機電系統(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)理論的不足和復雜機電系統(tǒng)動態(tài)特性研究難點的基礎上，利用鍵合圖理論，將機械系統(tǒng)動力學的模態(tài)理論和方法引入機、電、液力等多種能量共存的復雜機電系統(tǒng)，初步建立起基于鍵合圖的復雜機電系統(tǒng)全局耦合動力學建模和模態(tài)分析的基本概念和理論框架。全文分為七章，主要研究內容和結論如下： 第一章分析復雜機電系統(tǒng)動力學研究現(xiàn)狀、工程背景和存在的問題，詳細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]方法的復雜機電系統(tǒng)全局耦合動力學分析方法的必要性。 第二章在分析鍵合圖模型特點、現(xiàn)有實、復模態(tài)理論和方法諸多不足的基礎上，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)點明顯、突出。 第三章將[鍵合圖-模態(tài)分析]方法應用于復雜結構子系統(tǒng)綜合研究，在分析鏈式結構和分支結構的基礎上建立了基于鍵合圖的傳遞矩陣法；提出了阻抗-導納

3、鍵合圖并建立了基于鍵合圖的阻抗-導納法；將鍵合圖用于動態(tài)子結構研究。所給出的算例表明本章研究使傳統(tǒng)上只能用于機械系統(tǒng)的這幾種方法可以非常方便地用于多能域耦合系統(tǒng)和非機械系統(tǒng)的動力學特性研究中。 第四章分析了機、電、液三類系統(tǒng)的共同數學和物理背景，在此基礎上，借助鍵合圖將模態(tài)概念和方法推廣應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、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。 第六章最后應用部分本文提出的方法，在國家自然科學基金項目和與寶鋼合作項目支持下，完成了一個典型的復雜機電系統(tǒng)-高速軋機的模塊化建模、仿真、模態(tài)分析及實測對比研究，驗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的復雜機電系統(tǒng)模態(tài)分析及建模方法的研究在國內外尚未見涉及。本文構思一種研究思路：利用鍵合圖法在多