[其他]自適應(yīng)共振方法及其系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000000017
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN85100017B
• 公開（公告）日: 1987-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王義昌;陳紹洪;穆成棟;袁釗平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 代理公司: 天津大學(xué)專利代理事務(wù)所
• 代理人: 李素蘭;杜秀珍

自適應(yīng)共振方法及其系統(tǒng)提供了一個(gè)新穎的實(shí)現(xiàn)共振的方法，和使用該方法的既簡(jiǎn)單又靈敏的共振系統(tǒng)產(chǎn)生與自振頻率、相位總是同步的激振力，在任意工作頻率下都處于共振狀態(tài)。工作平穩(wěn)可靠，適用范圍廣，可用于共振式清洗機(jī)和共振式疲勞試驗(yàn)機(jī)，也可用于共振式傳輸機(jī)械、共振式去毛刺機(jī)、共振式粉碎機(jī)及選礦用共振篩等大型振動(dòng)機(jī)械，大大提高了工作效率、節(jié)約能源，功率消耗為一般同類振動(dòng)機(jī)械的１／４－１／３，是一項(xiàng)新穎的共振技術(shù)。

本發(fā)明屬于機(jī)械振動(dòng)。

一般的振動(dòng)機(jī)械要獲得共振，多是采用非線性彈性元件以加寬共振頻帶（稱為亞共振）來(lái)實(shí)現(xiàn)，但其共振頻率范圍仍是有限的，一旦工作頻率超過(guò)該范圍，共振就消失，或工作不穩(wěn)定，而且亞共振的振幅明顯地低于共振振幅。另一種方法是采用某種調(diào)整裝置，使得激振頻率符合振動(dòng)系統(tǒng)的頻率而達(dá)到保持共振的目的。經(jīng)初步檢索各國(guó)專利及文獻(xiàn)資料，查閱到日本昭46-2951專利“自調(diào)整共振裝置”就是一個(gè)典型的例子，該發(fā)明通過(guò)稱為移相器的裝置接受變量器檢測(cè)的信號(hào)，并響應(yīng)稱為相位控制裝置的控制信號(hào)而使檢測(cè)到的信號(hào)變化，再經(jīng)放大器，控制在水力用動(dòng)力高壓管和驅(qū)動(dòng)液缸之間的控制閥，從而由檢出信號(hào)的相位和閥使得加在液缸上的驅(qū)動(dòng)力相位一致。當(dāng)電路中增益（振幅）小振動(dòng)不能持續(xù)時(shí)，則要開動(dòng)啟動(dòng)發(fā)生器，獲得充分大的輸出信號(hào)以維持振動(dòng)，這種裝置雖可以達(dá)到維持共振的目的，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電器控制和調(diào)整裝置環(huán)節(jié)多，容易失調(diào)，而且液壓驅(qū)動(dòng)響應(yīng)慢，產(chǎn)生誤差。

本發(fā)明的目的是提供一個(gè)新穎的自適應(yīng)共振方法，和直接使用該方法的既簡(jiǎn)單又靈敏的自適應(yīng)共振系統(tǒng)，激振力的頻率、相位就是自振頻率、相位、永遠(yuǎn)同步，任意工作頻率下都處于共振狀態(tài)。

圖1是自適應(yīng)共振方法及其系統(tǒng)原理圖，圖2是自適應(yīng)共振清洗機(jī)的示意圖。圖3是自適應(yīng)共振曲軸疲勞試驗(yàn)機(jī)。圖中1為工作質(zhì)量，2為振動(dòng)元件彈簧，3為信號(hào)檢測(cè)器，4為限幅機(jī)構(gòu)，5為信號(hào)選擇器，6、7為電子開關(guān)，8、9為電磁激振器，10為可調(diào)觸點(diǎn)，11為隔離網(wǎng)，12為循環(huán)管線，13為開關(guān)控制閥，14為離心式濾清器，15為循環(huán)泵，16為清洗槽。

本發(fā)明所提供的方法是通過(guò)信號(hào)檢測(cè)器獲得并輸出振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)半波信號(hào)分配獲得正半波和負(fù)半波信號(hào)，限幅后再經(jīng)開關(guān)將信號(hào)放大，通過(guò)電磁激振器產(chǎn)生正、反運(yùn)動(dòng)方向的激振力給系統(tǒng)補(bǔ)充能量。該激振力由于來(lái)源于工作振動(dòng)系統(tǒng)本身的振動(dòng)信號(hào)，頻率、相位和工作系統(tǒng)完全相同，迭加后獲得所需的共振狀態(tài)。本發(fā)明所提供的自適應(yīng)共振系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)包括有信號(hào)檢測(cè)器，發(fā)明中使用的是感應(yīng)式速度傳感器。并由限幅機(jī)構(gòu)、信號(hào)選擇器、電子開關(guān)和電磁激振器組成，限幅機(jī)構(gòu)位置靠近工作質(zhì)量上的可調(diào)觸點(diǎn)并保持一限定在不超過(guò)所需工作振幅大小的距離，分別與信號(hào)檢測(cè)器及信號(hào)選擇器相聯(lián)，可以是一個(gè)常閉開關(guān)。信號(hào)選擇器可以利用正、負(fù)半波分配獲得正、反向信號(hào)。參照?qǐng)D1，當(dāng)振動(dòng)元件彈簧2和工作質(zhì)量上所組成的振動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)時(shí)，信號(hào)檢測(cè)器3獲得振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)限幅機(jī)構(gòu)4限幅后，信號(hào)選擇器5將振動(dòng)狀態(tài)的正、負(fù)信號(hào)選擇輸入到電子開關(guān)6、7，電子開關(guān)將信號(hào)放大同時(shí)將能量供給安裝在工作件質(zhì)量?jī)蛇叢⒈３忠欢ň嚯x的電磁激振器8、9產(chǎn)生與振動(dòng)系統(tǒng)完全同步的吸力，即激振力，與原自振運(yùn)動(dòng)迭加獲得共振狀態(tài)。一旦振動(dòng)系統(tǒng)的振幅超過(guò)規(guī)定限值，則由安裝在工作件質(zhì)量上的可調(diào)觸點(diǎn)10將限幅機(jī)構(gòu)4的常閉觸點(diǎn)斷開，電磁激振器8、9因無(wú)能量輸入而停止工作，此時(shí)激振力消失，由于振動(dòng)系統(tǒng)阻尼的作用振幅逐漸減小，達(dá)到限幅的效果，當(dāng)振幅減小到規(guī)定限值時(shí)，限幅機(jī)構(gòu)4仍回到接通電路的位置，電流繼續(xù)通過(guò)，繼續(xù)產(chǎn)生激振力。這樣，由于限幅機(jī)構(gòu)的時(shí)斷時(shí)通可以準(zhǔn)確靈敏地使振動(dòng)系統(tǒng)總是限制在規(guī)定振幅限定值工作。限幅機(jī)構(gòu)4與可調(diào)觸點(diǎn)10之間靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的限定距離應(yīng)小于振動(dòng)體工作質(zhì)量1與電磁激振器8、9之間的安裝距離。

自適應(yīng)共振系統(tǒng)的特點(diǎn)是在任意工作頻率下都處于共振狀態(tài)工作信號(hào)檢測(cè)器獲得的振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)信號(hào)，也就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)激振器的工作指揮信號(hào)，因此具有天然同步共振的特征。方法新穎，實(shí)施手段簡(jiǎn)單、直接，它無(wú)需調(diào)整環(huán)節(jié)。因此，不但成本低，而且由于采用了電子開關(guān)和電磁激振器，頻率響應(yīng)好、靈敏度高，由于采用了限幅機(jī)構(gòu)使工作平穩(wěn)、可靠。自適應(yīng)共振系統(tǒng)是一項(xiàng)簡(jiǎn)單有效的節(jié)能裝置。適用范圍廣，它可以在各種振動(dòng)機(jī)械上加上信號(hào)檢測(cè)器、限幅機(jī)構(gòu)、信號(hào)選擇器，電子開關(guān)和電磁激振器，就會(huì)產(chǎn)生與自振系統(tǒng)同步的激振力獲得新的共振系統(tǒng)，從而大幅度地提高效率，使得眾所周知的共振系統(tǒng)節(jié)約能量的特點(diǎn)得以充分發(fā)揮。