变截面辊弯成型装备的机电动力学分析及其系统控制仿真.pdf

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1、第4期机械设计与制造2Ol4年4月MachineryDesign&Manufacture79变截面辊弯成型装备的机电动力学分析及其系统控制仿真闫军，李强，武建新(1内蒙古1二业大学机械学院，内蒙古呼和浩特Ol0051；2．北方工业大学机电学院，北京100000)摘要：机电动力学模型综合考虑了成型装备系统的机械部分与电磁部分，并把二者有机地结合起来。运用拉格朗日一麦克斯韦方程，用能量的方法建立机电系统耦合的数学模型，研究机电耦合的相互作用规律，可行而有效地解决了机电耦合系统动力学问题。多自由度的机电动力学系

2、统往往是多输入、多输出、非线性、强耦合、不确定的系统，应用拉格朗日一麦克斯韦方程，可以方便地建立该系统的微分方程组，从而通过控制伺服电机运动参数的方法，达到精确控制整个系统的目的。关键词：机电动力学；机电耦合系统；伺服电机；控制系统；拉格朗日一麦克斯韦方程中图分类号：TH16；TH113．2文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)04—0079—03ElectromechanicalDynamicsAnalysisandSimulationOfRollformingEquipmentwith

3、VariableCross-SectionYANJun，LIQiang，WUJian-xin(1．CollegeofMechanicalEngineering，InnerMongoliaUniversityofTechnology，InnerMongoliaHohhot01005l，China2．CollegeofMechanicalElectroniealandEngineering，NoahChinaUniversityofTechnology，Beijing100000，China)Abstract

4、：Electromechwdcaldynamicsmodelconsideringmechanicalpartandelectromagnetismpartofrolrmingsystemisdiscussedhere．Byta~ingLagrange-Maxwellequations，organiccombinationo，’themisrealized，whichisfeasibleandefectivemethodofestablishingmathematicalmodelbyenergyappr

5、oach，itstudiesonthelawofinteractionandsolvingtheproblemofelectromechanicalcouplingsystem．Multi—degree一，=edorasystemsaremostlymulti—input，multi—output，non—linear，strongcouplinganduncertain．DifferentialequationsofthissystemareestablishedbyLagrange—Maxwelleq

6、uationsandmotionparametersofservomotorarecontrolled，SOaccuratecontrollingofwholesystemareattmned．KeyWords：ElectromechaniealDynamic；ElectromechanicalCouplingSystem；Servomotor；Lagrange-MaxwellEqu--ations参数非常繁琐、复杂，并且不易实现自动控制。1引言一个机电系统的动力学模型是对该系统进行理沦研究的基2系统的组

7、成与运动分析础，它足从能量的角度描述了系统中各个构件运动参数之间的关2．1系统组成系。正确有效地构建好系统动力学模型，可以很好得到系统巾各辊弯成型装备的组成，如图1所示。装备由下面两个运动伺个构件的运动特性，从而可以很好地去控制整个系统。机电耦联服电机作为动力源，带动整体基架的平动或转动，在齿轮上面有动力学系统综合考虑系统的电磁部分与机械部分，把电机中的磁小基架，小基架支撑上面的电机，上面的两个驱动伺服电机带动场、电磁能与机械部分的运动、动能等有机地结合起来。机电耦联成型轴L的轧辊的运动。运动伺服电机通过

8、螺旋副把转动运动转动力学的问题是比较复杂的，它涉及到多个学科的理论基础，包变为平动，平动的螺母义与齿条固连在一起，齿轮与齿条相互啮括力学与电学(指电磁场理论、电路理论、电动机理论)及其形成合当前后两运动伺服电机的转速相同时，齿轮同时与两齿条啮的交叉学科lu]1。辊弯成型装备系统中有伺服电机、丝杠与螺母的合，并且速度相等，此时齿轮及其支撑沿着轨道平动。当前后两运传动、齿轮齿条的传动等一系列复杂的运动与设备。其中的齿轮动伺服电机的