振动控制的基本原理

《振动控制的基本原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、振动控制的基本原理（1）电动台的工作原理及框图载流导体载磁场中受电磁力的作用而运动，根据电磁学的基本原理，一段载流dIBF图1-1元dI放在磁场中（见图1-1）所受的电磁力可用下式表示Df=BIdℓsin（dℓ^B）式中B一载流导体所处磁场的磁通（Gs）I一载流导体的电流有效值（A）dI^B一电流元与V的夹角载振动台的设计中dℓ^B=90°则sin（dℓ^B）=sin90°=1∴df=BIdℓ整个驱动动圈的线圈式由无数小电流元组成的因此动圈所受的力F为F=∫ℓ0BIdℓ=IBℓ………(1-1)ℓ…………动圈的有效长度显然，在上式中，当振

2、动台与定型时Bℓ为定值则FαI因此，当动圈上通过的电流I以正弦规律变化，即产生所谓振动。由（1-1）式可知振动台的激振力大小取决于I、B、ℓ三个参数的打小，气隙磁通B的大小式不能无限制地增加的，当采取恒磁场时，B一般为6000Gs一7000Gs，当采用单磁场励磁时，B一般在13000Gs左右，采用双磁场式B一般在16000Gs-18000Gs，ℓ是动圈线的有限长度，它受振动台体体积大小限制。如果要增加激振力，则要增加动圈驱动电流I的大小，而I是由功率放大器提供的，也就要增大功率放大器输出的大小。为了表明由功率化为激振力的能力，人们常用数

3、来表达，它定义为每产生一公斤的激振力所需功率放大器的瓦数，称为该振动台的力常数。在振动台的应用中常用下列量纲I…………安培（A）ℓ…………厘米（cm）B…………高斯（Gs）F…………公斤力（kgf）则（1-1）改写成F=x10-7IBℓ……………………1—2（2）电动台的框图及各部件作用电动台的框图如图1-2所示信号发生器功率放大器测量控制系统振动台体励磁电源图1-2各部分的主要作用是：信号发生器：提供振动台所需的控制电流。功率放大器：把信号发生器提供的电流和电压进行放大，供给振动台足够的电流和电压。励磁电源：为振动台提供强大的磁场所需

4、的直流电源。振动台体：是振动台的振动源，在这里产生振动。测量与控制系统：用以测量振动量值的大小，并对振动台进行各种控制（如定加速度扫频、定位移扫频等）。振动形式及振动方式1振动：（1）振动是物体围绕平衡位置进行的往复运动的一种形式。通常用一些物理量（如位移、速度、加速度等）随时间变化的函数来表达振动的时间历程。或者说，振动可以认为是一个质点或物体相对于一个基准位置的运动。当这个运动在一定的时间间隔后仍精确地重复着，我们称之为周期振动。周期振动可以用它的振动位移x（t）为时间t的函数关系来表示X(t)=x(t+T)周期振动的波形可以是各种

5、各样的，最简单的形式是简谐振动，当把它按时间函数描绘成曲线时可以用图2-1的正弦曲线表示Txt图2-1周期振动的时间历程图中T代表周期，即两个相邻的完整的运动状态所经历的时间。周期的倒数称为频率Txt图2-2周期振动的时间历程Xmƒ=2振动的分类（2-1）按振动产生的原因分自由振动：当系统的平衡破坏、只靠其弹性恢复力来维持的振动。振动频率就是系统的固有频率。当有阻尼时，振动逐步衰减知道停止。强迫振动：在外部施加的激振力的持续作用下，系统受迫产生的振动。振动的特性与外部施加的激振力的大小、方向和频率有关。自激振动：由于系统具有非振荡性能源

6、和反馈特性，从而引起的一种稳定的周期性振动。振动的频率接近系统的固有频率。（2-2）按振动的规律分正弦振动（或称简谐振动）：能用正弦（或余弦）函数描述其运动规律的周期性振动，振动的幅值和相位是随时间变化，并可以预测。随机振动：不能用简单的函数（如正弦函数、余正弦函数、余弦函数等）或其简单组合来表达其运动规律，而只能用统计方法来研究的非周期性振动。振动的瞬时幅值事先必能精确地判断、但可以用随机过程来描述。其中还有随机加随机、随机加随机在加随机、正弦加随机加随机、正弦加随机。（2-3）按振动的自由度数目分单自由度振动：确定系统在振动过程中任

7、何瞬时的几何位置只需要一个独立的坐标多自由度振动：确定系统在振动过程中任何瞬时的几何位置需要对多个独立的坐标。正弦振动的描述：正弦振动用下述数字方程式描述X=Xmsin(ωt+φ)式中ω=2πƒ为角频率T时间φ初相角Xm质点离开基准的最大位移（亦称单振幅位移）振动的大小通常可用振动参数如频率、位移、速度和加速度等不同量值来表示，只要是正弦振动规律，各参量就有固定的数学关系。由于运动质点的速度是位移对时间的变化率，所以振动速度V可以将位移函数求导得到V==ωXmcosωt=ωXmsin(ωt+)=Vmsin(ωt+)式中Vm=ωXm=2π

8、ƒXm同样，运动质点的加速度a是速度对时间的变化率A==ω2Xmsin(ωt+π)=amsin(ωt+π)式中am=2πƒ2v=ω2Xm=4π2ƒ2Xm在振动的描述中，常用下列量纲Xm——毫米（mm）振幅X