機電耦合傳動系統(tǒng)的非平穩(wěn)過渡過程與系統(tǒng)廣義同步特性研究.pdf

1、東北大學(xué)博士學(xué)位論文機電耦合傳動系統(tǒng)的非平穩(wěn)過渡過程與系統(tǒng)廣義同步特性研究姓名：熊萬里申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：機械設(shè)計及理論指導(dǎo)教師：聞邦椿2000.1.1了所推導(dǎo)的特征頻率公式在診斷傳動系統(tǒng)故障方面的實用價值。本文第五章利用自同步系統(tǒng)的耦合動力學(xué)模型定量揭示了非理想系統(tǒng)起動過程中的一類特殊的物理現(xiàn)象一回轉(zhuǎn)頻率俘獲及亞諧回轉(zhuǎn)頻率俘獲。文章比較分析了回轉(zhuǎn)頻率俘獲與遲滯共振及傳統(tǒng)頻率俘獲之間的區(qū)別和聯(lián)系，并通過對系統(tǒng)進行簡化，從一般意義上研

2、究了系統(tǒng)阻尼變化對非理想系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的影響，提出了通過增大系統(tǒng)阻尼避免回轉(zhuǎn)頻率俘獲的實用策略。自同步振動和振動同步傳動作為振動機械的兩種典型動力學(xué)特性，在工程上已獲得成功應(yīng)用，但是在理論上尚未得到定量解釋。本文第六章第二節(jié)和第八章第三節(jié)利用數(shù)值研究方法全面再現(xiàn)了系統(tǒng)發(fā)生自同步振動和振動同步傳動的過渡過程，從機電耦合角度對該特性作出了合理解釋。第六章第三、四節(jié)進一步對彈性連桿式振動機和電磁激振式振動機的自同步特性進行了研究。在全局意義上研

3、究機電耦合自同步系統(tǒng)的同步條件和穩(wěn)定性判據(jù)，目前還沒有行之有效的方法，由于模型本身的復(fù)雜性和現(xiàn)有數(shù)學(xué)手段的限制，對同步條件及系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究工作主要圍繞近同步狀態(tài)展開。本文第七章以電機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的輸出功率為中介，求出了機電耦合自同步系統(tǒng)在近同步狀態(tài)下的同步條件和穩(wěn)定性判據(jù)。耦合VanderPol振子是生物工程、電子電路理論、化學(xué)反映動力學(xué)和機械振動等領(lǐng)域具有廣泛代表性的一類動力系統(tǒng)。延遲自同步是該系統(tǒng)的一種動力學(xué)特性，但到目前尚未被充分認

4、識。本文第八章第二節(jié)對其進行了專門研究，詳盡分析了同向延遲同步和反向延遲同步兩種不同的同步形態(tài)，從理論上導(dǎo)出了系統(tǒng)同步頻率及延遲相位角的通用計算式，按該式計算得到的結(jié)果與數(shù)值分析的結(jié)果吻合較好。第八章第四、五兩節(jié)揭示了機電耦合自同步系統(tǒng)在兩個電機的供電頻率存在微小差別或呈倍頻關(guān)系時出現(xiàn)的延遲自同步及分頻同步兩種新的同步現(xiàn)象。本文最后一章針對四軸驅(qū)動直線式振動機揭示了單電機控制方法只能使系統(tǒng)“弱同步”的原因，提出了一種能夠使四臺電機實現(xiàn)0