永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统机电耦合振动特性研究

针对永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统涉及学科较广泛且是典型的复杂机电系统，国内外对其整体或综合探讨较少，提出了永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统机电耦合振动特性研究课题。重点进行永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统多参量机电耦合建模与动力学问题研究，开展机电耦合动力学分析、系统振动特性分析以及物理实验研究，探讨系统多物理过程、多参数间多维耦合关系下的动态特性，揭示永磁交流伺服电机的综合参量、精密齿轮传动装置的力学参数、负载子系统的力学参数间的相互影响的机理和规律以及系统多变量机电耦合响应特别是非线性耦合对系统振动的影响机理与规律。为永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统的设计和振动控制提供依据，同时对永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统的参数设计和故障诊断具有重要参考价值，其预期成果不仅在科技层面有重大的学术意义，而且在工程应用层面有重大的经济社会效益。

针对永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统涉及学科较广泛且是典型的复杂机电系统，国内外对其整体或综合探讨较少，进行了永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统机电耦合振动特性研究。研究内容包括永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统多参量机电耦合建模与动力学问题研究，永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统机电耦合振动特性研究，永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统机电耦合实验与振动测试。.① 永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统多参量机电耦合建模与动力学问题研究中，采用机电系统动力学与基于键合图理论两种方法并行对系统进行建模与仿真分析，通过两种方法的求解、比较来求解永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统的机电耦合动力学问题。采用机电系统动力学方法求解，首先是建立各子系统和装置的物理模型和数学模型，然后在此基础上从机电系统全局耦合的角度出发构建整个系统的机电耦合物理模型和数学模型，最后采用matlab软件进行仿真分析证明所建模型的正确性。采用基于键合图理论方法求解，则是先建立各子系统和装置的键合图模型，然后采用20-sim软件构建整个系统的全局耦合模型，最后进行仿真分析验证系统耦合模型的正确性。.② 在系统机电耦合建模及动力学分析的基础上，进行永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统机电耦合振动特性研究，分析多变量机电耦合响应特别是非线性耦合对系统振动特性的影响，主要是研究了传动刚度、间隙、传动装置传动误差、死区非线性、负载阻尼等对系统振动特性的影响。.③ 在系统多参量机电耦合建模及动力学问题求解与系统机电耦合振动特性研究基础上，利用已建成的实验平台“电传动数字控制及仿真实验系统”进行永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统机电耦合实验与振动测试。主要进行了系统过渡过程测试，传动效率测试，系统机电耦合实验研究，系统振动测试等实验研究，并验证仿真分析的结果。.项目探讨了永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统多参量机电耦合关系下的动态特性，揭示了非线性耦合对系统振动特性的影响机理与规律。项目研究为永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统的设计和振动控制提供依据，同时对永磁交流伺服驱动精密齿轮传动系统的故障诊断具有重要参考价值，其成果在科技层面有重大的学术意义，在工程应用层面也有重大的经济社会效益。