减小振幅的相位调制方法研究.pdf

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1、机械管理开发总第144期MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTTotalof1442015年第2期NO．22015设计试验减小振幅的相位调制方法研究佘肖龙(北京航空航天大学，北京100091)摘要：相位调制即通过控制激励的频率变化来控制激励和响应的相位差，以此控制系统振动能量变化。通过相位调制操作，振动系统加速过程中的能量减小，到达临界频率时振动能量较小，临界振幅随之减小。通过单自由度系统的数值仿真研究了振动系统振幅和激励与响应相位差的关系，并研究了相位调制方法的原理，验证了该方法在减小系统振幅上的有效性。关键词：相位调制；振幅；减振中图分类号：TD17

2、1文献标识码：A文章编号：1003．773X(2015)02．0009．03DoI：10．16525／i．cnki．on14．1134／th．2015．02．002引言幅的方法。这种自平衡装置是在支承转子的柔性转子在加速启动的过程中，加工制造或负载梁上加上一个环，这个环里放两个可以自由滚动引起的偏心质量加速旋转产生了驱动力，这样转的小球，振动过程中，这两个小球通过自动改变其子横向振动的振幅会随着转速的增加而增大然后所处位置抵消转子本身质量偏心带来的过大偏在固有频率处达到峰值继而减小。尤其对于激励移，以此减小了整个梁的面外偏移量。通过调整频率不恒定的情况，例如机械系统的启动和停车这个环

3、在轴上的位置，可以减小整个柔性梁的横阶段，如果系统的工作频率高于系统的共振频率，向振幅和面外振幅。然而，这两个小球由于是“自那么在启动和停车时总会不可避免地经过共振的由移动”的，其位置完全不可控，该装置的减振幅临界频率。此时，系统往往会在临界频率附近出度也并不理想。现共振，振幅可以达到正常工作频率时振幅的数Yukio_3等利用预加载和空隙建立了一个非倍。如果转子和定子之间的间隙小于振幅峰值，连续刚度的弹簧系统，成功减小了梁在临界转速那么转子和定子就会发生碰摩，导致严重破坏。附近振动幅度。后来他们又改进了这个方法，结因此，研究如何减小变频率激励过程中系统振幅合这个非连续刚度弹簧系统，并

4、添加了带两个小变化对于工程实践有重要意义。球的自平衡装置，进一步减小了共振区的梁振幅。FilippovEli按照不定积分方法，用几个加速时但是这个装置要求在支承处进行改造，改变了机间表，提供了单因素自由振荡系统的分析解决方械原有的动力学特性。案。处理的问题包括：恒定的加速和减速，以及线Matras_4等在Fuentes和BalasL4]以及Sacks性和二次增加和减少角加速度。和Bodson的工作的基础上，提出了一种更好的主Desmidt[z]提出了一种使用自平衡装置减小动控制技术，当扰动稳定持续存在时，只要扰动频柔性梁达到超临界转速前，减小临界转速附近振率保持在某一范围，就可以控制

5、转子，保持转子的平稳转动而不与定子接触。收稿日期：2014—10—20MillsapsEs]首先提出了加速度规划方法，即先作者简介：余肖龙(1989一)，男，硕士在读，云以一个较大的加速度增加转速，当转速增加到某南玉溪人，毕业于北京航空航天大学，主要研究方一特定值时，以一个较小的加速度继续增加转速，向：振动控制。这一做法是根据振动响应的幅频特性提出的，但机械管理开发jxglkfbjb@126．com·1O·第30卷并没有减小最大振幅。Millsaps在文章中提到，如f2宠一—(M+—m)o2’一’一果加速过程中的最大振幅要减小，则提供给转子侧向振动的能量应该最少，而且这部分能量应该被

6、志~／，k一m，(r)一(r)一(r)，r—阻尼尽快消耗掉。为了减小从转动输入运动到侧cot，“’代表对无量纲时间r求一阶微分。向振动的能量，由偏心质量引起的侧向振动带来的系统的无量纲总能量退化形式：反向转矩和梁的角运动之间的相对相位应该尽可V=1(。+)能远离0。。如果在加速过程中，这个相对相位的绝===H(3)对值的平均值能保持大于玎／2，则侧向振动的能量将系统振动响应形式上表示：会被旋转运动抽走，这就会带来一个将高带宽主动：==Hsina，一HCOSd(4)扭矩控制应用于限制侧向转动的可能性。式中，a为响应的相位。利用V一HH，再利用式王士敏等受此做法启发，提出了相位调制方(2

7、)、式(4)，可导出：法(Phasemodulationmethod)[63：首先以一个稳定的加速度增加激励频率；当激励频率到达某特定H一一南c一鼢'-Fcos~大小时，再以一个较小的减速度减小激励频率；减(5)小到某特定大小之后，再次以之前的加速度增加H+2H3cosa—Fcos{2cos~(6)激励频率直到闯过共振频率。通过这种做法打乱式(6)可表示：激励和响应之间在加速过程中积累的相位差，耗H+2H3cos。a一散了系统的振动能量从而达到减振的目的。