本发明专利技术涉及一种激振电机驱动的非线性振动系统同步特性分析方法及装置，其中，所述方法包括根据不对称滞回恢复力模型以及预先建立的反向回转双激振电机驱动的振动系统模型建立所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型；根据所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型对所述单质体非线性振动系统的同步运转特性进行分析。本发明专利技术提供的动力学模型与实际振动压实工况更加吻合，因而可提高单质体非线性振动系统同步运转特性分析的准确性，可为后续进一步研究提供基础。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及振动机械工程中的振动同步领域，尤其涉及一种激振电机驱动的非线性振动系统同步特性分析。
技术介绍
振动压实是一种目前广泛应用于道路工程和土建工程中的施工方法，振动压实系统是完成这种施工工作最重要的设备，它利用振动体将振动能量以波的形式传递给被压土体，减少土体的变形抗力，增加其流动性，提高压实程度和压实效率。双激振电机驱动的振动压实系统在压实土壤过程中，土体会产生弹性变形和较大的塑性变形，土体由于只在垂直向下的方向上产生塑形变形，所以土体对振动体的回复力与其位移之间形成的滞回环是不对称的。这种在应力－应变关系曲线上通常显现出的不对称的特性叫作不对称滞回特性。这种不对称滞回特性对系统的振动响应有很大影响时，须保证多激振电机的同步运转才能实现系统同步运动稳定性，进而保证振动机械的工作性能。双激振电机驱动的自同步振动系统中，当双激振电机上的偏心转子达到同步稳定运转时，如果断开一台激振电机的电源，也能使系统实现同步稳定运转，然而这在非线性模型(特别是含有滞回性的非线性振动系统)中很少能实现。目前针对断开一台电机电源的振动系统的双激振电机实现同步运转的分析方法，仅限于通过线性系统进行分析，而在工程实际中大多数的系统为非线性系统，其在断电情况下的同步稳定性分析很少能实现，主要原因是非线性振动系统的同步稳定性区间小，工况复杂，因而无法实现振动压实系统的运转特性分析的准确分析。
技术实现思路
针对现有的对于断开一台电机电源的振动系统的双激振电机实现同步运转的分析仅通过线性系统进行的缺陷，本专利技术提出一种激振电机驱动的非线性振动系统同步特性分析方法，包括：根据不对称滞回恢复力模型以及预先建立的反向回转双激振电机驱动的振动系统模型建立所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型；根据所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型对所述单质体非线性振动系统的同步运转特性进行分析。可选地，所述根据土壤的应力与应变的关系以及所述双激振电机与土壤之间的相互作用关系建立土壤的不对称滞回恢复力模型，包括：根据土壤线性弹性刚度、振动系统的位移、线性恢复力以及非线性恢复力建立所述不对称滞回恢复力模型。可选地，所述土壤的不对称滞回恢复力模型为：其中，a1，a2，a3为常数系数，y1、y2为y轴上的坐标点，且满足0≤y1≤y2。可选地，所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型为：其中，y为单质体的竖直方向的位移，为竖直方向的速度，为竖直方向的加速度，m为质体的质量，其包括振动体的质量和两个偏心块的质量m1和m2，r1和r2为激振电机上的偏心块绕着回转轴心的半径，为激振电机偏心块的角位移，为偏心块相应方向的角速度，为偏心块相应方向的角加速度，为c为线性阻尼，k为线性刚度，c1，c2为激振电机的回转阻尼，Tm1，Tm2为激振电机的电磁转矩，Tf1，Tf2为激振电机的负载转矩。可选地，所述根据所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型对所述单质体非线性振动系统的同步运转特性进行分析，包括：在所述双激振电机的初始状态参数存在差异的情况下，断开其中一台激振电机，以对所述单质体非线性振动系统的同步运转特性进行分析。另一方面，本专利技术还提供了一种激振电机驱动的非线性振动系统同步特性分析装置，包括：非线性振动系统模型建立单元，用于根据不对称滞回恢复力模型以及预先建立的反向回转双激振电机驱动的振动系统模型建立所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的动力学模型；运转特性分析单元，用于根据所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的动力学模型对所述单质体非线性振动系统的同步运转特性进行分析。可选地，所述恢复力模型建立单元进一步用于根据土壤线性弹性刚度、振动系统的位移、线性恢复力以及非线性恢复力建立所述不对称滞回恢复力模型。可选地，所述土壤的不对称滞回恢复力模型为：其中，a1，a2，a3为系数，y1、y2为y轴上的坐标点，且满足0≤y1≤y2。可选地，所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型为：其中，y为单质体的竖直方向的位移，为竖直方向的速度，为竖直方向的加速度，m为质体的质量，其包括振动体的质量和两个偏心块的质量m1和m2，r1和r2为激振电机上的偏心块绕着回转轴心的半径，为激振电机偏心块的角位移，为偏心块相应方向的角速度，为偏心块相应方向的角加速度，为c为线性阻尼，k为线性刚度，c1，c2为激振电机的回转阻尼，Tm1，Tm2为激振电机的电磁转矩，Tf1，Tf2为激振电机的负载转矩。可选地，所述运转特性分析单元进一步用于在所述双激振电机的初始状态参数存在差异的情况下，断开其中一台激振电机，以对所述单质体非线性振动系统的同步运转特性进行分析。本专利技术的激振电机驱动的非线性振动系统同步特性分析方法及装置，根据不对称滞回恢复力模型以及预先建立的反向回转双激振电机驱动的振动系统模型建立所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型，再根据所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动模型对所述单质体非线性振动系统的同步运转特性进行分析，由于提供的动力学模型与实际振动压实工况更加吻合，因而可提高单质体非线性振动系统同步运转特性分析的准确性，可为后续进一步研究提供基础。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一个实施例的激振电机驱动的非线性振动系统同步特性分析方法的流程示意图；图2为本专利技术一个实施例的土壤的不对称滞回恢复力模型示意图；图3为本专利技术一个实施例的振动压实系统的力学模型示意图；图4为本专利技术一个实施例的双激振电机同步运转特性分析装置的结构示意图；图5为本专利技术一个实施例的初相位差为3.14rad时双激振电机的转速示意图；图6为本专利技术一个实施例的初相位差为3.14rad时双激振电机转速差示意图；图7为本专利技术一个实施例的初相位差为3.14rad时双激振电机的相位差示意图；图8为本专利技术一个实施例的初转速差为3.14rad时双激振电机的相平面示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术一个实施例的激振电机驱动的非线性振动系统同步特性分析方法的流程示意图；如图1所示，该方法包括：S1：根据不对称滞回恢复力模型以及预先建立的反向回转双激振电机驱动的振动系统模型建立所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型；S2：根据所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型对所述单质体非线性振动系统的同步运转特性进行分析。具体地，根据所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型在系统同步稳定运行后断开一台激振电机电源后对所述单质体非线性振动系统的同步运转特性进行分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种激振电机驱动的非线性振动系统同步特性分析方法，其特征在于，包括：根据不对称滞回恢复力模型以及预先建立的反向回转双激振电机驱动的振动系统模型建立所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型；根据所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型对所述单质体非线性振动系统的同步运转特性进行分析。
【技术特征摘要】
1.一种激振电机驱动的非线性振动系统同步特性分析方法，其特征在于，包括：根据不对称滞回恢复力模型以及预先建立的反向回转双激振电机驱动的振动系统模型建立所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型；根据所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型对所述单质体非线性振动系统的同步运转特性进行分析。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据土壤的应力与应变的关系以及所述双激振电机与土壤之间的相互作用关系建立土壤的不对称滞回恢复力模型，包括：根据土壤线性弹性刚度、振动系统的位移、线性恢复力以及非线性恢复力建立所述不对称滞回恢复力模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述土壤的不对称滞回恢复力模型为：f(y)=a1y-a2y3(0≤y≤y1,y·>0)a3(y-y2)(x2≤y≤y1,y·<0)0(0≤y≤y2,y·=0)---(1)]]>其中，a1，a2，a3为系数，y1、y2为y轴上的坐标点，且满足0≤y1≤y2。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型为：其中，y为单质体的竖直方向的位移，为竖直方向的速度，为竖直方向的加速度，m为质体的质量，其包括振动体的质量和两个偏心块的质量m1和m2，r1和r2为激振电机上的偏心块绕着回转轴心的半径，为激振电机偏心块的角位移，为偏心块相应方向的角速度，为偏心块相应方向的角加速度，c为线性阻尼，k为线性刚度，c1，c2为激振电机的回转阻尼，Tm1，Tm2为激振电机的电磁转矩，Tf1，Tf2为激振电机的负载转矩。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述双激振电机驱动的土壤压实振动系统的非线性振动系统模型对所述单质体非线性振动系统的同步运转特性进行分析，包括：在所述双激振电机的初始状态参数存在差异...
【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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