多锤电驱式激振系统的振动耦合特性及控制

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2015.07.018

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2015, Vol. 43 ›› Issue (7): 130-135.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2015.07.018

多锤电驱式激振系统的振动耦合特性及控制

廖高华¹来鑫²乌建中^1†

1．同济大学机械与能源工程学院，上海 201804; 2．上海理工大学机械工程学院，上海 200093

收稿日期:2014-12-02 修回日期:2015-04-18 出版日期:2015-07-25 发布日期:2015-06-03
通信作者: 乌建中( 1953-) ，男，博士，教授，主要从事机电液控制研究． E-mail:tjjd328@163.com
作者简介:廖高华( 1978-) ，男，博士生，主要从事机电液控制研究． E-mail: 86655319@qq.com
基金资助:
上海市产学研合作计划项目( 20131628)

Coupling Characteristics of Electrically-Driven Multi-Hammer Excitation System and Its Control

Liao Gao-hua¹ Lai Xin² Wu Jian-zhong¹

1. School of Mechanical Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China; 2. School of Mechanical Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China

Received:2014-12-02 Revised:2015-04-18 Online:2015-07-25 Published:2015-06-03
Contact: 乌建中( 1953-) ，男，博士，教授，主要从事机电液控制研究． E-mail:tjjd328@163.com
About author:廖高华( 1978-) ，男，博士生，主要从事机电液控制研究． E-mail: 86655319@qq.com
Supported by:
Supported by the Shanghai Industry-Academia-Research Cooperation( 20131628)

摘要/Abstract

摘要： 针对振动锤联动激振耦合特性，以两振动锤为对象建立动力学模型，利用拉格朗日方法推导系统数学方程; 基于能量分布法对耦合过程中的能量分布进行求解，分析了激振系统在各频率段的耦合规律，利用哈密顿原理推导系统振动同步的条件，得到相位差所处的稳定区间; 构建多锤激振的同步控制系统，对耦合作用下的同步控制进行研究，确立了相邻偏差耦合转速调节及虚拟锤点动相位调节控制方式，并进行理论分析和控制方式的试验验证．结果表明: 共振点的外耦合能量对相位差不产生影响，相位差有在低频区朝零趋近、近共振区朝± π/2 趋近及超共振区朝±π 趋近的趋势; 采用相邻偏差耦合转速调节及虚拟锤点动相位调节控制方式，系统同步效果良好．

关键词: 多锤激振, 耦合特性, 控制策略, 自同步

Abstract: In order to solve the coupling problem of multi-hammer excitation, firstly, a dynamic model of two vibration hammers is constructed and a mathematical equation of system is deduced by means of the Lagrangian method. Next, the energy distribution during the electromechanical coupling process is solved through the energy distribution method, the coupling laws of the excitation system in each frequency range are discussed, and the conditions of system vibration synchronization are deduced on the basis of the Hamilton principle. Thus, the stable region of phase difference is obtained. Then, a synchronous control system for multi-Hammer excitation is established to investigate the synchronous control with coupling, and a control mode on the basis of the speed regulation of adjacent deviation coupling and the dynamic phase regulation of virtual master bang-bang is proposed. Finally, both the theoretical analysis and the proposed control mode are verified by tests. The results show that (1) the coupling energy of resonance points do not affect the phase difference; (2) the phase difference tends to be zero in a low frequency range, ±π/2 in the region close to resonance and ±π in the super-harmonic resonance region; and (3) the proposed control mode achieves a good system synchronization effect.

Key words: multi-hammer excitation, coupling characteristic, control strategy, self-synchronization

中图分类号:

TH113

廖高华来鑫乌建中. 多锤电驱式激振系统的振动耦合特性及控制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(7): 130-135.

Liao Gao-hua Lai Xin Wu Jian-zhong.

Coupling Characteristics of Electrically-Driven Multi-Hammer Excitation System and Its Control

[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2015, 43(7): 130-135.

[1]	刘雪峰郑宇蓝王家绪卢智涛. 多台冷水机组非均匀负荷匹配运行控制策略[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2019, 47(9): 24-32,39.
[2]	秦大同刘星源罗松. 计及模式切换过程中 CVT 速比跃变的PHEV 综合性能优化[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2018, 46(1): 85-90,111.
[3]	姜立标丘华川凌诗韵何家寿. 六轮铰接式电动轮自卸车差速控制策略及仿真[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(1): 1-8.
[4]	田晟裴锋李拾成. 纯电动汽车上下电及电池管理系统故障控制策略[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(9): 107-115.
[5]	刘永刚陈亮秦大同雷贞贞吴睿. 混合动力汽车行进间起动发动机与DCT 换挡协调控制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(9): 123-130.
[6]	叶杰黄向东赵克刚何小鹏刘延伟. 带状态变量约束的自动变速器正转矩降挡控制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(3): 60-67.
[7]	罗玉涛刘秀田梁伟强阮旭松. 延长锂离子电池寿命的电动汽车复合电源设计[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(3): 51-59.
[8]	马辉谢运祥. 三相 Vienna 整流器单闭环及中点电位平衡控制策略[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(8): 29-34.
[9]	杨凯曹彪丁理杨广黄增好. 逆变式高频窄脉冲微弧氧化电源的设计[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(9): 18-23.
[10]	罗念宁赵立军姜继海张健于安才. 一种混联式液压混合动力系统及控制策略研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(9): 134-139.
[11]	罗玉涛姜翠娜梁伟强林小慰. 一种新型的增程式电动汽车动力驱动系统*[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(9): 107-113.
[12]	于丽敏熊会元宗志坚张庆. 基于动态规划的电动汽车加速过程优化控制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(8): 143-148.
[13]	初亮蔡健伟富子丞张永生姚亮魏文若. 基于单轴解耦式复合制动系统控制策略及试验验证[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(11): 40-49.
[14]	马艺玮杨苹吴捷周少雄. 孤岛型混合可再生能源发电系统的优化设计[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(11): 113-120.
[15]	许伦辉卢旺仪周静. 高速公路匝道协调控制系统的仿真分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2007, 35(7): 25-30.

多锤电驱式激振系统的振动耦合特性及控制

Coupling Characteristics of Electrically-Driven Multi-Hammer Excitation System and Its Control

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价