在振动筛上实现振动同步传动及试验研究

在自同步理论研究中,存在着一种现象,无直接驱动源的激振器仍能跟随另外一个或多个有源驱动的激振器同步运转,即称振动同步传动。针对直线振动筛的振动机构,应用Lagrange能量方程建立动力学模型,根据线性叠加原理得到系统稳态时的响应,利用时间双尺度法获取频率俘获方程,并给出直线振动筛实现"振动同步传动"的同步性判据及同步状态下的稳定性判据。在供电频率50Hz的试验条件下,测量得到电机2断电前后稳态时系统的响应及两激振器的相位差和转速,验证了理论方法的正确性,为直线振动筛在振动同步传动理论方面的应用提供了依据。     

手持式振动机械的同步问题

提出了一种双电机驱动的手持式振动机模型,研究了该振动系统的自同步理论.首先,利用拉格朗日公式,推导出振动系统的运动微分方程;然后,引入两个扰动小参数,对激振器的角速度和相位差进行平均.通过对两激振器的运动方程在平均周期内进行积分平均计算,推导出了系统频率捕获方程.该方法将两激振器的自同步问题转换成了频率捕获方程零解的存在性和稳定性问题,进而推导出了实现频率捕获和两电机稳定同步运行的条件,还提出频率捕获转矩概念来解释两激振器自同步的特性.结果表明,两激振器之间存在一个频率捕获力矩,对两电机同步运行和稳定性有影响.     

反共振振动机械的同步性与同步传动性

对惯性式反共振振动机进行动力学建模与求解,建立反共振振动机的动力学方程和两激振电动机轴的力矩方程,推导反共振状态下的同步性判据、同步传动性判据、同步稳定性判据和同步传动稳定性判据,从理论上证明了在反共振状态下,不但能够实现振动同步,而且能够实现同步传动;同步性指数总是远大于同步传动性指数。因此只要能够实现振动同步传动就肯定能够实现振动同步。在两轴能够实现自同步的情况下,却不一定能够实现同步传动。通过试验验证了理论结果的正确性。     

振动同步传动及其工业应用

利用振动可将运动和能量传给一个或多个带有偏心质量的转子,这种传动原理我们称它为振动同步传动。作同步运动的转子的转数通常与振动系统的频率相同。例如,固定于同一振动系数中的带有偏心质量的两台激振电动机,当它们获得同步运转之后,即使将其中的一台激振电动机的电源切断,只要满足一定的条件,停止供电的电机将由于系统的振动继续保持回转运动。本文提出了实现同步传动的同步性判据及同步状态的稳定性判据。同时,通过理论研究与试验,证明了这种新原理具有实用的价值。     

同向回转双机驱动振动系统的自同步特性

采用了一种新的分析方法研究同向回转双机驱动振动系统的自同步特性,通过引入激振器平均角速度和相位差的两个小参数,对振动系统的参数进行无量纲化处理,提出了频率俘获力矩的概念,得到了振动系统的频率俘获方程,把同步问题转化为频率俘获方程零解的存在和稳定性问题。计算机仿真结果表明,当振动系统的参数满足频率俘获和自同步稳定运转的条件时,振动系统能很快实现频率俘获并达到稳定的自同步运转状态,验证了理论分析的正确性。     

双振动电机同步振动筛基本参数设计与调整

针对工程实际问题,以反向、变速、同步旋转的振动电机作为振动筛的激振器,通过反向同步控制电路、变频调速控制电路和准确的安装位置,可实现单轴式、双轴式和多轴式线性非共振激振器的功能。以振动电机产生的能量、无传动装置的方式直接驱动工作机体做设计要求的抛掷运动。阐述了振动电机同步振动筛的基本构成、设计原理和激振力的调整确定方式,分析计算了振动系统的振动强度、频率、振幅和输送速度等主要工作参数。与传统激振器振动筛相比,这种新型振动筛的供料输出能力和筛分效率有很大提高。     

振动系统机电耦合研究的现状与展望

振动机械从诞生开始，经过近半个世纪的发展，已经奠定了雄厚的理论基础。由两台感应电动机分别驱动的自同步振动机时，需要对振动系统机电耦合及同步控制等进行更加深入的研究，为解决多机传动机械系统的同步控制作好准备。     

空间双激振器同轴反向回转振动系统自同步特性研究

为了解决平面振动自同步模型无法适配复杂工况的问题，对双机驱动的同轴线反向回转振动系统的自同步特性进行了分析和研究。首先，分析了系统的受力情况，搭建了该系统的运动学模型，并应用Lagrange方程得出了系统的运动微分方程，利用平均法处理了电机转子的转速及相位，进一步计算得到了其稳态响应；然后，利用Hamilton原理分析了振动系统的稳态方程，经计算推导出了转子实现同步和稳定的两大条件；讨论了系统主要的结构参数和工作参数变化对系统同步性和稳定性的影响；最后，根据计算得出的数据，利用MATLAB搭建了力学模型，并借助Simulink对模型进行了仿真，验证了振动系统实现自同步的稳定性与可行性。研究结果表明：两电机在稳定工况下可以保持在同一转速，相对相位差不发生变化，稳定在2 rad左右；同时，当对系统内一台电机进行断电重连的操作时，该电机仍可以在25 s内达到正常工作电机的转速，两电机转子相位差依旧维持在2.5 rad附近，垂直振动轨迹只发生±0.04 m的偏移。该研究填补了空间振动系统缺少反向回转模型同步理论的情况，可以为类似振动同步研究打下基础。     

风机叶片疲劳加载振动频率特性分析与试验

针对风机叶片疲劳加载过程振动特性,建立旋转偏心块驱动的叶片疲劳加载系统动力学模型。基于拉格朗日方程推导出系统的数学模型,利用平均法近似解析系统动力学方程,得出振动过程中电机转矩平衡方程。分析振动频率的变化规律,建立仿真模型,对系统频率捕获过程进行数值仿真,揭示系统的自同步振动特性。风机叶片疲劳加载试验表明:叶片在受迫振动时,叶片振动频率并不总等于驱动频率;驱动频率与叶片固有频率偏差较大时,叶片振动幅值及频率波动明显;频率偏差在较小区间范围(0.47~0.62Hz)时,偏心块驱动系统与叶片容易发生频率捕获,振幅较小并趋于稳定;在负载转矩较大而电机功率不足时,偏心块会发生转速跳变。     

双质体双激振器振动系统同步理论与仿真分析

针对单质体振动系统占地面积大和运动轨迹单一的缺点,提出了一种双质体双激振器自同步振动系统。首先,依据Lagrange方程推导出了双质体振动系统的运动微分方程,并求出了其稳态解。然后,由完整非保守系统的Hamilton原理推导出了系统的同步性条件。根据Hamilton作用量具有极值、多元函数系统的稳定性判别及函数的极值理论得出了系统自同步运动的稳定性条件;代入系统相关参数进行数值分析,得出了中间弹簧刚度和电机安装位置对系统同步性及同步相位差角的影响。研究结果表明:系统在一定参数条件下可以实现相位差角波动范围为[-3π/2,-π/2]和[-π/2,π/2]的两种稳定的自同步运动;相对中间弹簧刚度,电机安装位置对同步相位差角的影响更大。最后,对比机电耦合仿真结果和理论研究结果验证理论分析的正确性。     

CHARACTERISTICS OF ELECTROMECHANICAL COUPLING SELF-SYNCHRONIZATION OF A MULTI-MOTOR VIBRATION TRANSMISSION SYSTEM

0 INTRODUCTIONMultimotor vibratory transmission system is akind of complex self-synchronous vibratory machinedriven by several motors non-joined with eachother. Due to them having no disadvantages of single--motor vibratory machine whose eccentricity force andPOwer are limited, multi-motor vibratory transmissionhas fOund wide application in large vibratory machinesin industrials about metallurgy, construction materialand coal. Since the number of motors are often greaterthan two, analyzi…     

基于Matlab的两电机激振自同步振动系统机电耦合机理研究

自同步振动和振动同步在机械工程上已获得成功应用，但是振动机械实现自同步振动和振动同步的过渡过程长期以来却一直不明确，利用现有的振动机械模型还不能定量解释系统从不同步到同步、或是从一种同步状态到另一种同步状态的物理过程。本文根据振动系统的机电耦合数学模型，建立了基于Matlab／Simulink的仿真模型。通过对几种典型自同步振劫过渡过程的机电耦合行为的仿真分析，揭示了多电机激振振动系统自同步振动和振动同步的机电耦合机理，验证了建立的机电耦合模型的正确性，为进一步开发新型高效的振动筛提供了理论基础。     

精密伺服锻压机双电机同步控制方案分析

针对新型伺服锻压机存在电机精确同步的瓶颈问题,引入了双电机交叉耦合同步控制方案.该方案将主、从电机的电流进行比较,得到了一个差值作为从电机的附加反馈信号.从电机根据这一附加反馈信号对自身的速度进行了动态调整,从而获得了较好的同步精度.先从理论角度对比分析了主令双电机同步控制方案和交叉耦合双电机同步控制方案两者的控制效果以及存在的问题.接着分别使用主令双电机同步控制方案和交叉耦合双电机同步控制方案控制锻压机执行相同的工艺曲线,通过实验对比分析了两种同步方案下的耦合误差和两电机的扭矩曲线.研究结果表明,在紧耦合的双电机系统中,交叉耦合双电机同步控制方案能满足系统的位置和扭矩同步要求,两电机的同步误差在0.35°以内.     

Vibratory synchronization transmission of two exciters in a super-resonant vibrating system

In this study, vibratory synchronization transmission (VST) of two exciters is investigated in a super-resonant vibrating system to save energy. First, the frequency capture equation of two exciters (FCETE) is deduced by the average method of small parameters. The criterion of VST being the equivalent effective residual torque of motor with power supply should be smaller or equal to the frequency capture torque of the system by setting the disturbance parameters of angular velocities in FCETE to zero. The stability criterion of synchronous states is derived by complying with the generalized Lyapunov equations. Lastly, experiment and computing simulation on VST are conducted. The VST regime of two exciters is discussed in detail from coupling characteristic, current change, visual picture, phase relation, and direct verification of parameters, respectively by comparison and analyses of corresponding data. Results indicate that the key factor in VST implementation is the torque of frequency capture, which serves as the ‘vehicle’ in transferring energy. Thus, the distance between rotational centre of each exciter and mass centre of the rigid frame should be far enough to enhance the ability of VST and ensure energy saving. The theory, experiment, and computing simulation prove that the theoretical approach used in this study is useful and feasible.     

基于耦合补偿的往复泵同步控制

系统地阐述了电机驱动往复泵输送矿浆峰值分散技术,在分析单台往复泵流量脉动及压力脉动产生原因的前提下,论述了多台泵向同一管路输送矿浆时产生峰值叠加的原因及消除峰值叠加的两个条件,识别最佳分散相角值。针对现有多电机泵协调输送系统,采用电机轴相关的同步控制策略,提出了基于耦合补偿的同步控制策略实现输送矿浆峰值分散。     

长波红外相机在轨扫描成像畸变消除控制策略

为消除长波红外相机在轨扫描成像的地面畸变,研究了变焦扫描成像畸变消除系统控制技术。针对变焦扫描控制的多电机位置同步要求,提出一种高精度多电机位置同步算法。依据设计的变焦扫描成像控制原理,设定每个扫描时刻点变倍组电机和补偿组电机的同步位置。变焦控制系统实现与扫描控制系统的同步计时,根据当前位置和下一时刻的同步位置,每隔0.01s计算出电机的运行速度,实时对电机的速度进行控制。实验结果表明,变倍组和补偿组电机的位置同步偏差分别在±0.003mm、±0.002mm以内;沿轨方向地面分辨率的最大偏差不超过±0.047m。长波红外相机在连续变焦扫描控制过程中成像清晰,达到消除畸变的效果,满足变焦扫描成像的要求。     

Real-time synchronization method based on dual ring fieldbus in CNC system

As the popularization of dual ring fieldbus, the optimized dual ring synchronization methods are still in short. The current synchronization methods are generally established in traditional industrial fieldbus, in which transmission is commonly considered in single track, the two-way transmitting cannot take full effect, and would result in unwanted idle load on equipment lines. In stamp-transferring part, the synchronizing algorithm is not properly processed to diminish the latency, so the real-time performance of entire system cannot be ensured. To support the synchronization control of stations in the CNC system, a real-time time synchronization method for dual ring fieldbus in the CNC system is designed in this paper. In this method a synchronizing message transmission scheme based on dual ring architecture and the synchronization algorithm between master and secondary stations are integrated. In the scheme, the clock models of both master and secondary stations are optimized with corresponding modules and the stamp data transmission based on the dual ring fieldbus is devised exclusively, so the transmitting efficiency improves with less idle work. In the algorithm, all the secondary stations can accomplish the consistent state with master station by updating clock discrepancy information in one communication cycle, and it takes the advantage of two-way transmitting and makes the best use of dual ring structure, so the real-time performance of the system can be promoted while retaining the precision of synchronization. To evaluate the performance, the costs of the method and errors during synchronizing are noted and analyzed based on the actual running environment in the industrial fieldbus. The results show that it reduces communication cost and ensures the smoothness of the system with low lag effects under heavy load. The proposed time synchronization method optimizes the architecture of sync message transmission in dual ring fieldbus, and improves the efficiency of time synchronization in the stations of CNC system.     

数字同步网在铁路通信系统中的应用

对同步网的基本概念、同步方式及综合定时供给系统(BITS)进行了介绍,并阐述了数字同步网在本地区的应用情况.随着通信网络的不断发展,为了适应现代通信网同步的性能越来越高,所需要的基准定时信号的数量和类型也不断增多,数字同步网应用而生,从而调节通信网中的时钟以建立并保持同步,满足通信网传递业务信息所需的传输和交换性能要求,它是保证网络定时性能的关键.     

自同步红外语音通信系统

提出一种具有边沿检测和位同步检测的红外语音单声道异步传输系统,设计自恢复下降沿检测电路,解决了异步传输时接收方时钟和发送方时钟存在的边沿同步问题,利用7位巴克码判别电路的输出作为语音帧的位同步判别,控制语音信号的D/A转换和自恢复下降沿检测电路的复位,解决了当红外语音信号被阻断后再次自动同步的问题。最后给出了系统在SPICE环境下的语音信号仿真结果。