时滞位移反馈作用下多自由度微陀螺的刚度非线性及控制研究

为揭示多自由度微陀螺非线性系统中位移反馈项对系统动力学特性的影响规律,探索对非线性的控制方法,以一类四自由度静电驱动微机械陀螺为研究对象,采用多尺度法对微陀螺受控系统在频域和时域中的动力学特性进行了分析。研究发现:时滞量为整周期或半周期时反馈增益可有效的对系统共振频率进行调节;时滞量为四分之一或四分之三周期时,反馈增益主要影响幅值大小,共振频率基本保持不变;反馈控制参数选取得当可消除非线性引起的多稳态解,增加陀螺的灵敏度稳定性,选取不当会导致系统出现复杂的概周期运动使灵敏度稳定性遭到破坏。     

变螺旋铣刀的切削颤振预测新方法

针对变螺旋铣刀切削过程颤振预测建模问题,提出了一种变螺旋铣刀铣削过程稳定性分析新方法.建立了变螺旋铣刀切削过程动态切削力模型,并构建了包含分布再生时滞的铣削系统周期微分方程.在切削深度方向上进行时滞近似,将系统方程转化为多时滞微分方程.基于全离散法获得方程的离散映射形式,进而确定系统的稳定性域,提出了适用于本文预测模型...     

废旧耗材绿色回收及再生成微小型机械设备设计

废弃塑料的再生利用是一个热门课题,对其进行研究对于解决塑料污染、实现资源节约和环保具有重要意义.传统的3D打印废塑料再生设备存在着成本高、操作难度大等问题,无法满足学生实习和创新训练的需要.因此,设计了一个废旧3D耗材绿色再生成系统,主要由预处理分离装置、耗材冷却装置、粉碎装置及再生成型装置等部分组成,重点从机械系统的...     

内燃机曲轴系统变惯量公式的修正

曲轴系统是一个复杂的非线性系统,其转动惯量是随曲柄转角周期变化的,进行变惯量曲轴的扭转振动分析将有利于研究系统的动态特性.然而,考虑变惯量因素所建立的曲轴扭转振动方程呈现出复杂的非线性特性,变惯量公式的合理与否将直接影响分析结果的准确性.因此,建立合理的变惯量公式对于分析系统的动力学特性至关重要.已有的变惯量公式是在假设连杆摆动不对系统的转动惯量产生影响的基础之上建立的,并未考虑连杆摆动的惯性特性.为了寻求更为合理的变惯量公式,综合分析了已有公式在建立过程中所考虑的各种近似处理,最终建立了一个基于原有变惯量公式的修正公式;继而应用非线性回归分析方法,通过比较各变惯量回归曲线中的相关指数,讨论了不同参数对于变惯量公式的影响,不仅定量地指出了原有公式的不足,而且有效地验证了修正公式的准确性.     

考虑连杆比影响的往复式曲轴系统变惯量特性分析

往复式曲轴系统连杆比的变化会影响系统等效转动惯量的大小,而目前应用较为广泛的变惯量公式却忽略了这一因素的影响,这将直接导致系统扭转振动分析出现误差。为了研究连杆比对于等效转动惯量以及系统扭振特性的影响,首先建立了考虑连杆比影响的变惯量公式,并与已有的变惯量公式进行了比较;其次,根据扭振方程的参激非线性特性,应用多尺度方法推导考虑连杆比时系统的主共振平均方程,研究连杆比对于稳态振幅的影响;再次,以某型单缸曲轴系统为例,将两个变惯量公式与精确解进行对比,指出现有公式的不足;最终,利用数值方法研究了基于不同变惯量公式的扭转振动微分方程的振动特性,证明了考虑连杆比的重要性与必要性。     

变惯量曲轴系统扭转振动的参数分岔分析

变惯量参数在一定程度上会影响曲轴系统扭转振动的分岔特性,然而现有研究缺乏对此参数的分岔理论分析。本文针对上述问题展开研究,分析了当曲轴系统的转动频率、不平衡激励频率与固有频率近似满足 的情况下,变惯量参数和调谐参数对系统分岔行为的影响。首先应用多尺度法得到系统共振情况下的平均方程和分岔方程;其次应用奇异性理论得到系统的稳态振幅随参数变化的分岔图,分析并求解系统发生分岔的临界点,得到系统的稳定/分岔区间;最终选取工程实际物理参数,将理论结果与数值仿真进行对比,验证了理论分析的正确性。进行变惯量曲轴系统的参数分岔分析,有助于曲轴系统的优化设计。