[发明专利]一种基于频率俘获的双激振电机同步特性分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及双激振电机驱动的双质体非线性振动系统技术领域，更具体地，涉及一种基于频率俘获的双激振电机同步特性分析方法。

背景技术

实际工程中大部分的机械振动都是非理想的非线性振动系统，非线性振动通常是指恢复力与位移不成线性比例或阻尼力与速度不成线性比例的系统的振动。频率俘获是指非线性振动系统的激振频率接近系统固有频率时，激振频率被固有频率所俘获的现象，即激振频率与固有频率进入同步状态，频率俘获情况下的系统能够利用小的激振力获得较大的振幅，提高其工作效率。

目前，国内外学者对电机驱动的空间单质体振动系统的同步特性进行了大量的研究工作，并取得了一定的研究成果。多激振电机驱动的振动压实系统在压实土壤过程中，土体对振动体的恢复力与其位移之间形成的滞回环是不对称的，这种在应力应变关系曲线上的不对称滞回特性对系统的振动响应有很大影响，须保证多激振电机的同步运转才能实现系统同步运动稳定性，进而保证振动机械的工作性能。

振动机械的工作频率，即激振电机的激振频率，与振动系统固有频率的关系一直备受关注。现有的振动实压类工程机械，为保证多激振电机能实现同步运转稳定和系统振幅稳定性，传统的振动机械大部分都工作在远超共振状态，现有振动系统的同步设计理论多是针对远超共振单质体振动系统的振动同步理论，而多激振电机驱动的双质体振动系统的同步运转特性分析缺少准确实用的分析理论。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于频率俘获的双激振电机同步特性分析方法，该方法解决了具有双激振电机驱动的双质体不对称滞回振动模型在频率俘获情况下双激振电机的同步运转和系统同步稳定性的分析问题。

根据本发明的技术方案，提供一种基于频率俘获的双激振电机同步特性分析方法，包括：

S1.根据不对称滞回模型，建立双激振电机驱动的双质体非线性振动系统动力学模型；

S2.根据双激振电机驱动的双质体非线性振动系统动力学模型，对双激振电机驱动的双质体非线性振动系统在频率俘获情况下的同步特性进行分析。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述步骤S1中，根据非线性振动系统的振动位移、滞回刚度和不对称滞回力，建立不对称滞回模型。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述步骤S1中，不对称滞回模型包括以滞回刚度为斜率的上升阶段、水平阶段、以滞回刚度为斜率的下降阶段和水平复原四个阶段。

具体地，不对称滞回模型为：

式中，x为非线性振动系统的振动位移，f(x)为不对称滞回力，k′为滞回刚度，其中A点的坐标为(x_A,f_A)，B点的坐标为(x_B,f_B)，C点的坐标为(x_C,f_C)，D点的坐标为(0,0)。且f_A＝f_B，x_A＝x_B-x_C。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述步骤S1中，双质体非线性振动系统包括第一质体和第二质体，第二质体包括振动体和设置在振动体内的两个偏心转子，两个偏心转子分别绕各自的回转轴心旋转。两个偏心转子的质量、旋转半径、回转阻尼及转动惯量均相同。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述步骤S1中，双激振电机驱动的双质体非线性振动系统动力学模型包括：