一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法技术

本发明专利技术属于电机控制技术领域，具体涉及一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法。一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法，以激振电机为研究对象，建立基于激振电机的模态分析模型。本发明专利技术通过建立了基于有限元模型计算的激振电机的自身模态振型，并通过将自身模态振型与多模态下的模态振型进行对比分析，并建立基于多阶模态分析的激振电机同步振动控制与共振频域下控制方法，同时通过建立了基于模糊PID控制算法，用以控制由于持续振动导致的非线性多激振电机的同步控制，减小了多激振电机同步振动过程中的转速与频率误差，并在共振时域部分添加可调节偏心块阻尼装置，用以降低偏心块旋转速度，改变振动频率越过共振时域。域。域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法


[0001]本专利技术属于电机控制
，IPC分类号为：H02P23/04，具体涉及一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法。

技术介绍

[0002]金属制品的加工离不开去毛刺这一环节，产生毛刺的主要原因是金属材料在加工过程中由于切削变形造成的结构表面不均匀。目前常用的金属表面去毛刺的方法包括化学去毛刺，振动去毛刺与高温去毛刺等，其中振动磨滚去毛刺最为常用，而激振电机作为振动去毛刺设备中的重要装置之一，其涉及的控制方式也非常重要，传统的激振电机通常存在振动噪声大，长期振动造成脱丝问题，同时无法更好的解决多激振电机的同步控制的问题。
[0003]专利CN201020627694提供了一种多电机同步控制系统，采集多电机同步运行过程中的同步误差并建立控制反馈，通过对反馈的误差插值进行调整，用以更好的进行电机的同步控制。但是此专利并未说明具体的电机控制方法，多电机同步控制涉及多个参数的协同配合，同时由于电机应用于不同的领域，所涉及的环境因素也会造成电机的参数发生非线性变化，从而造成反馈调节的不准确。
[0004]专利CN201410027710提供了一种新型自同步双电机安装形式的振动筛，通过将两台同步电机以面对面的形式安装在腹板的表面，通过结构上的优化提高了电机梁的受力，在大型的振动筛机构中，优化了电机梁的受力。但是此专利虽然采用双电机激振方式，但是并未明确说明双电机的同时驱动控制方式，易造成双激振电机振动频率不一致而导致电机损坏的问题。
[0005]因此，针对现阶段多激振电机的同步控制与模态控制方法存在的问题，急需推出一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法，通首先确定激振电机自身的模态振型，并通过不同频率下的多模态模态振型与激振电机自身的模态振型进行对比，用以更好的调整多模态下激振电机参数，并建立合理的参数优化机制，用以更好的实现多激振电机的同步运行，并优化激振电机在工作过程中产生的共振问题。

技术实现思路

[0006]针对上述存在的问题，本专利技术提供了一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法，建立基于激振电机的模态分析模型，其主要分析方法为：首先建立激振电机的自身模态振型与模态参数；之后将多模态下的模态振型与自身模态振型对比分析，通过获取对比分析的数据建立基于激振电机的控制方法，从而通过调节控制方法中的控制参数调节激振电机的工作状态。
[0007]优选的，所述的模态分析通过建立集中质量单元模型与支撑弹簧模型替代激振电机的模型质量，确定激振电机的自身模态振型；并通过建立有限元模型计算自身模态振型对应的模态参数；所述的模态参数包括频率、阻尼与振型。
[0008]优选的，将自身模态振型与多模态下的模态振型进行对比分析，并建立基于多阶
模态分析的激振电机同步振动控制方法与共振频域下控制方法。
[0009]优选的，所述的激振电机同步振动控制基于多激振电机同步使用；所述的多激振电机在结构布局上将振动线需穿过振动通道重心。
[0010]优选的，所述的激振电机同步振动控制建立了基于主从电机同步控制的模糊PID控制方法，通过在多台激振电机运动参数之间设置参数补偿，控制多台激振电机同步运动，通过调整频率范围，建立不同频率下的模态振型并与自身模态振型进行对比。
[0011]优选的，所述的共振频域下控制方法，通过获取不同频率下的模态振型与自身模态振型的对比数据，提取共振时域的振幅对比数据，并在共振时域部分添加可调节偏心块阻尼装置，降低偏心块旋转速度，改变振动频率越过共振时域。
[0012]优选的，所述的激振电机包括固定偏心块，转动轴，安装法兰，机壳，可调节偏心块，转子；所述的机壳上端固定有安装法兰，所述的安装法兰上方设置有固定偏心块，所述的机壳下端安装有可调节偏心块，所述的可调节偏心块下方安装有转子，所述的固定偏心块与可调节偏心块之间的夹角可进行调节。
[0013]优选的，所述的多维度通过建立基于六自由度的激振电机运动方式，将激振电机的振动方向划分为，x方向旋转振动，y方向旋转振动，z方向旋转振动，x方向移动，y方向移动，z方向移动六个振动方向。
[0014]优选的，所述的固定偏心块与可调节偏心块在激振电机运动过程中产生旋转力矩；所述的旋转力矩产生偏心力输出并带动激振电机旋转振动。
[0015]优选的，通过调整可调节偏心块的角度，调节离心力的旋转力矩的大小，从而调节激振电机离心力的大小。
[0016]本专利技术具有以下有益效果：
[0017](1)本专利技术通过建立了基于有限元模型计算的激振电机的自身模态振型，并通过将自身模态振型与多模态下的模态振型进行对比分析，并建立基于多阶模态分析的激振电机同步振动控制与共振频域下控制方法。
[0018](2)本专利技术所述的基于多阶模态分析的激振电机同步振动控制，通过建立了基于模糊PID控制算法，用以进行由于持续振动导致的非线性多激振电机的同步控制，并通过建立闭环反馈控制模型，减小了多激振电机同步振动过程中的转速与频率误差。
[0019](3)本专利技术通过在共振时域部分添加可调节偏心块阻尼装置，用以降低偏心块旋转速度，改变振动频率越过共振时域，较好的解决了多激振电机在运行过程中所产生的共振问题。
附图说明
[0020]图1为一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法的方法流程图。
具体实施方式
[0021]一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法，建立基于激振电机的模态分析模型，其主要分析方法为：首先建立激振电机的自身模态振型与模态参数；之后将多模态下的模态振型与自身模态振型对比分析，通过获取对比分析的数据建立基于激振电机的控制方法，从而通过调节控制方法中的控制参数调节激振电机的工作状态。
[0022]在一种优选的实施方式中，所述的激振电机应用于去毛刺研磨设备中，具体连接方式为所述的激振电机通过连接杆与加工夹具连接，所述的加工夹具与振动连接板连接，所述的振动连接板下方安装复数根弹簧，用以保证在振动过程中去毛刺研磨设备的受理均匀。
[0023]在一种实施方式中，所述的模态分析通过建立集中质量单元模型与支撑弹簧模型替代激振电机的模型质量，确定激振电机的自身模态振型；并通过建立有限元模型计算自身模态振型对应的模态参数；所述的模态参数包括频率、阻尼与振型。
[0024]在一种实施方式中，将自身模态振型与多模态下的模态振型进行对比分析，并建立基于多阶模态分析的激振电机同步振动控制方法与共振频域下控制方法。
[0025]在一种实施方式中，所述的激振电机同步振动控制基于多激振电机同步使用；所述的多激振电机在结构布局上将振动线需穿过振动通道重心。
[0026]在一种优选的实施方式中，所述的振动线为激振电机的中轴线，所述的振动通道重心，为毛刺研磨设备中振动筛的重心位置。若安装两个激振电机，所述的激振电机以45
°
～50
°
的安装角度安装于毛刺研磨设备中振动筛的两侧，用以保证本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法，其特征在于，建立了基于激振电机的模态分析模型；其主要分析方法为：首先建立激振电机的自身模态振型与模态参数；之后将多模态下的模态振型与自身模态振型对比分析，通过获取对比分析的数据建立基于激振电机的控制方法，从而通过调节控制方法中的控制参数调节激振电机的工作状态。2.根据权利要求1所述的一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法，其特征在于，所述的模态分析通过建立集中质量单元模型与支撑弹簧模型替代激振电机的模型质量，确定激振电机的自身模态振型；并通过建立有限元模型计算自身模态振型对应的模态参数；所述的模态参数包括频率、阻尼与振型。3.根据权利要求2所述的一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法，其特征在于，将自身模态振型与多模态下的模态振型进行对比分析，并建立基于多阶模态分析的激振电机同步振动控制方法与共振频域下控制方法。4.根据权利要求3所述的一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法，其特征在于，所述的激振电机同步振动控制方法基于多激振电机同步使用；所述的多激振电机在结构布局上将振动线需穿过振动通道重心。5.根据权利要求3或4所述的一种基于激振电机的多维度多阶模态分析方法，其特征在于，所述的激振电机同步振动控制方法建立了基于主从电机同步控制的模糊PID控制方法，通过在多台激振电机运动参数之间设置参数补偿，控制多台激振电机同步运动，通过调整频率范围，建立不同频率下的模态振型并与自身模态振型...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤善春，鲍同荣，
申请(专利权)人：上海普偌迈机电制造有限公司，
类型：发明
国别省市：