反共振振动机振幅稳定控制

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近十几年来,有关振动利用工程的理论得到了充分发展,依据这些理论制造的振动机械,已经在工农业生产及人们的日常生活中得到广泛的应用。工业中有很多大型振动设备,这些大型设备在利用振动的同时,要防止这种振动对其他设备以及周围建筑物造成的影响,并且要减小振动引起的噪声。应用反共振理论设计的反共振振动机械可有效解决上述不利影响。但是反共振振动机械普遍存在着反共振点的位置受参数(上质体质量)变化敏感而导致的振幅不稳定的缺点,因此实际应用之前必须进行充分的理论研究和实验证明。对反共振振动机进行动力学分析,建立了该机的数学模型,通过求解微分方程得上下质体的振幅表达式。对振幅表达式进行无量纲处理,确定影响振幅的参数,这些参数分别是是反共振频率比、质量比、阻尼比等。用MATLAB绘出这些参数发生变化时上下质体振幅的变化情况。设计PI控制器和滑模控制器控制反共振振动机,实现当工作体质量发生变化时,通过调节激振电机频率满足上质体振幅稳定。建立反共振振动机械的状态空间方程,分析其可控性、可观性及稳定性。应用变频调速器、加速度传感器、电荷放大器、工控机、PCL818-L等设备,结合LabVIEW的数据实时采集模块,对数据处理,得控制信号,通过PCL818-L模拟输出通道控制变频器的输出频率从而控制激振电机转数,实现了对上下质体振幅的控制。
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