理论教育 颤振控制效果的优化方法

颤振控制效果的优化方法

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了验证上面的分析,图6-6给出了一个仿真算例。在τ3时刻,振动控制被引入系统,其效果使得系统的振动幅值进一步的减小。图6-7切削深度dg的时间历程图比较虚线是未施加控制时切削深度的时间历程,具有较大的振幅。图中的虚线显示了磨削颤振时切削深度的波动具有最大的振幅,且产生了工件与砂轮分离的现象。细实线则表明了分岔控制可以有效地减小颤振的振幅,并且避免了分离现象的发生,而系统颤振的频率并没有被改变。

颤振控制效果的优化方法

作为一个算例,本书采用该方法抑制图6-2中箭头A 上所产生的颤振运动。此时有ωc=1.003,为避开系统的共振频率,选取Ω=2.7,此时有:

从方程(6-30)中可以看出,当分岔控制的强度足够大时(0.001κ>2.45×10-6),可以通过增加振动控制的幅值f 使得a1为负。此时,系统中原本存在的磨削颤振就会消失,由非共振频率的强迫振动所替代。

为了验证上面的分析,图6-6给出了一个仿真算例(磨削宽度wg=16 000,分岔控制增益κ=0.2,振动控制幅值f=1)。可以看到,磨削颤振产生以后,在τ1时刻发生砂轮与工件分离的现象。在τ2时刻,人为引入分岔控制,减小了颤振幅值并使得分离现象消失。在此基础上,又在τ3时刻引入振动控制,进一步减小振动的幅值。

图6-6 切削深度dg的时间历程图(www.daowen.com)

在颤振发生以后,工件和砂轮在τ1时刻开始产生分离。在τ2时刻,我们给系统附加了分岔控制,因而其颤振振幅开始减小,并且砂轮与工件分离的现象消失。在τ3时刻,振动控制被引入系统,其效果使得系统的振动幅值进一步的减小。

图6-7 切削深度dg的时间历程图比较

虚线是未施加控制时切削深度的时间历程,具有较大的振幅。细实线代表施加了分岔控制以后的时间历程图,与前者相比具有相同的频率和较小的振幅。粗实线代表同时施加分岔控制与振动控制以后的时间历程图,此时的频率不同于前面两者,其振幅也最小。

此外,图6-7还详细比较了各种情况下磨削振动的幅值和频率。图中的虚线显示了磨削颤振时切削深度的波动具有最大的振幅,且产生了工件与砂轮分离的现象。细实线则表明了分岔控制可以有效地减小颤振的振幅,并且避免了分离现象的发生,而系统颤振的频率并没有被改变。最后,粗实线则反映了同时施加分岔控制和振动控制的效果,得到振动具有更小的振幅,并且其频率也被改变。这一结果表明系统原本的颤振已经被振动控制抑制下来,而残留的小幅振动则是由另一个频率的外激励(Ω=2.7)所诱发的受迫振动。

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