多机系统同步理论的深层次问题和复合同步的研究

In the mechanical system with multiple dirvers (may call it multi-motor system in simply), the sub-systems are required with synchronous angular velocity and required phases when they operate together. Foremerly, in order to relize sychronization the stiff drives, such as gear drives and so on are adopted to reach forced synchronization, so the complexity of their construction is increased. In present, self-synchronization, vibratory synchronization and controlled synchronization are used to realize synchronization of the multi-motor system, but somtimes it is very diffcult to obtain the required synchronous state. According to the requirement of the specific circumstance, condition and design rationality in engineering, several deep-level problems in synchronous theory and complex synchronization combined by self-synchroniztion, vibratory synchronization and controlled synchroniztion should be investigated by the analysis of the theory, numerical and experiment investigation. These deep-level problems are as follows: for the self-synchronization theory of multiple motors system the harmonious relationship between the driver's characteristcs and external lood property should be studied; for the vibratory synchronization in multiple motors system the synchronous theory of multiple exciters rotors system with nonlinearity and working at near-resunant states should be investigated and for the synchronization theory of multiple motors system the wireless and far-distance intelligent controll method also should be studeid. Based on these methods mentioned above, the complex synchronization combined by self-synchronization, vibratory synchronization and controlled synchronization should be analysed thoroughly. After that the research results will be applied in engineering. It can bring the huge economic and society benefits.

在多原动机驱动的机械系统（简称多机系统）中，常常要求它们能实现同步运行，为了达到这一目的，以往多数采用齿轮传动等进行强迫同步，这样会使系统变得相当复杂，而目前也有不少多机系统单一采用自同步、振动同步或控制同步原理使系统实现同步运行，但对不少多机系统，采用单一同步难以获得所要求的同步运行状态。本文提出根据具体情况和条件及合理性等要求，采用自同步、振动同步与控制同步的复合形式，实现所要求的同步运动。该项申请将通过理论分析、数值计算和试验研究,首先 对多机机械系统同步的深层次问题进行研究；在自同步方面将研究原动机特性与外载荷相互协调来实现系统的自同步，在振动同步方面将研究双质体非线性近共振的振动同步，在控制同步方面将研究无线智能遥控的的控制同步；在此基础上，研究以无线智能遥控的同步为基础的复合同步，并将研究结果应用于工程实际中。上述研究在理论上有重大意义和在工程应用上均有重要的实用价值。

在多原动机驱动的机械系统中，常要求其能够实现同步运转，为达这一目的，以往多数采用刚性传动，如齿轮等进行强制同步，其结果会使系统变得更为复杂，并带来维修不便等诸多弊病。假如除掉如齿轮等强制同步装置，而仍然能够保证系统同步运转，将会使机器结构变得更为简单紧凑。自同步、振动同步、控制同步及复合同步技术是解决这一问题的有效措施之一。本项目采用理论分析、数值计算与试验相结合的方法，研究了多机系统自同步、振动同步、控制同步及复合同步问题。首先，采用非线性动力学分析方法，研究了超远共振及近共振条件下多机系统激振器自同步与振动同步的耦合机理，给出了实现同步的若干理论判据，揭示了有关自同步与振动同步的若干深层次问题。应用可适应滑模控制算法，研究多机系统激振器的控制同步，提出了多机系统激振器的控制同步理论。在此基础上，建立了复合同步动力学模型，完成试验测试，研究并提出了激振器的振动同步与控制同步相结合的复合同步理论。引入自抗扰控制技术，并结合非线性状态误差反馈机制，研究并提出了无线遥控四旋翼飞行器的姿态、位置及轨迹跟踪的控制同步方法，初步建立了飞行器的控制同步理论。最后，将相关研究结果应用于工程实际，解决了有关企业的四个关键技术难题，为企业创造了效益。