振动同步与控制同步理论及其应用

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在自然界、人类社会和工程技术部门中,同步现象和同步问题到处可见。分别由两台感应电动机驱动的双激振器激励的振动型机械,由于应用了振动同步理论,使机器结构大为简化。目前在工业部门中数以万计的利用振动同步原理的自同步振动机获得了应用,它们在物料供给、输送、筛分、冷却、干燥、破碎、粉磨、脱水、成型和铸件落砂等方面得到了推广应用,在生产中已取得了重大的经济效益和社会效益。由于振动机械的广泛应用,因此研究多机传动机械系统同步的理论和方法对保证机械同步运行,进而使这类机械有效、可靠、稳定地运转,有着非常重要的的现实意义。 本论文主要包括四个部分:第一部分是在振动机械两偏心块质量相等时机械的同步性条件和稳定性条件的基础上,进行理论推导,得出当偏心块质量不等时振动机体满足同步运转的同步性条件和稳定性条件。并根据具体参数进行同向回转和反向回转两种情况机体同步性和稳定性的判断,并讨论了偏心块质量比σ、轴1和轴2至机体质心的距离l<,1>和l<,2>,两电机转速差An满足同步性条件和稳定性条件影响。此外通过计算,绘制出不同情况下机体质心的运动轨迹。如果机体不能稳定地运行在同步状态下,则需要采用控制方式使其同步。 第二部分是根据双驱动旋转机械的特点,采用主从式控制方案。选定主电机和从电机,主电机由电网直接供电,从电机采用变频调速的方法,通过控制变频器输入电压,改变从电机的供电电源频率,使从电机转速跟踪主电机转速运行。建立变频器-异步电动机模型,采用模型参考自适应控制算法控制电动机的转速。 第三部分是介绍了电机速度的同步检测方法和系统的软硬件设计,主要是利用M/T测速法检测增量式光电编码盘发出的脉冲信号,通过计算得出两电机的转速。系统硬件电路由16位单片机80C196KC、程序储存器、可编程定时器/计数器组成;系统软件部分主要包括初始化模块,电机转速计算模块、PID调节模块。 最后是对基于传统PID控制的速度控制器和基于模型参考自适应速度控制器进行仿真,并对其仿真结果进行对比。
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