[發明專利]一種機電慣容器結構選型與參數設計方法

有效

• 申請號: 201810895121.5
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN109214058B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 陳龍;沈鈺杰;汪若塵;楊曉峰;劉雁玲;張孝良
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種機電慣容器結構選型與參數設計方法，屬于工程隔振領域。主要包含以下步驟：(1)根據系統的結構特征需求，選擇機電慣容器的結構設計方案；(2)確定機電慣容器中機械網絡元件的元件數量及連接關系；(3)確定機電慣容器中電網絡系統的元件數量及連接關系；(4)變參數條件下，仿真分析機電慣容器電網絡元件參數的變化規律；(5)根據系統結構設計要求，確定具體的電網絡元件參數數值；若達到設計要求，進入(1)，否則重新進行(6)；(6)機電慣容器性能仿真與測試。采用本發明提出的方法，可對機電慣容器進行有效的結構選型與參數設計，節約成本，提升系統綜合性能。

技術領域

本發明涉及新型慣容器元件的結構選型與參數設計方法，特指一種機電慣容器結構選型與參數設計方法。

背景技術

慣容器自提出以來，主要的實現形式有滾珠絲杠式、齒輪齒條式和液力式三種。隨著機電一體化的發展，一種由機械式慣容器與電機耦合而成的新型機電慣容器裝置，由于其可以通過電機外端電路的等效阻抗模擬實現目標機械阻抗，極大的減小了機械網絡的實現難度，逐漸引起了工程領域的關注。

然而，目前而言，在對機電慣容器進行結構選型或參數設計時，僅僅是根據現有的研究經驗，缺乏統一的理論指導，使得所選取的機電慣容器系統工作不穩定，造成系統失穩。

發明內容

本發明的目的是：提出一種機電慣容器的結構選型與設計方法，可根據具體工程需求，有效的進行機電慣容器的結構選型與設計，給出系統的設計方法與思路，為機電慣容器的工程應用提供理論指導。為實現以上發明目的，本發明采用的技術方案是：一種機電慣容器結構選型與參數設計方法，包括以下步驟：

步驟1)：根據系統的結構特征需求，確定機電慣容器的結構選型；

步驟2)：確定機電慣容器中機械網絡元件的元件數量及連接關系；

步驟3)：確定機電慣容器中電網絡系統的元件數量及連接關系；

步驟4)變參數條件下，仿真分析機電慣容器電網絡元件參數的變化規律；

步驟5)：根據系統結構設計要求，確定具體的電網絡元件參數數值；若達到設計要求，進入步驟6)，否則重新進行步驟1)；

步驟6)：機電慣容器性能仿真與測試。

進一步，所述步驟1)中，機電慣容器的結構選型主要有三種：單電機耦合型、平動式慣容器-電機耦合型和旋轉式慣容器-電機耦合型。

進一步，所述步驟2)中，機電慣容器中的機械網絡元件均為無源網絡元件，其連接關系均為串并聯連接。

進一步，所述步驟3)中，機電慣容器中的電網絡系統的元件均為無源網絡元件，其連接關系均為串并聯連接。

進一步，所述步驟4)中，變參數條件下指的是電機系數的變化，對于單電機耦合型機電慣容器與平動式慣容器-電機耦合型，電機系數指的是電機電動勢系數與推力系數的乘積；對于旋轉式慣容器-電機耦合型來說，電機系數指的是電機電動勢系數與力矩系數的乘積。進一步，所述步驟5)中，電網絡元件參數的計算規則為：電容電阻電感其中b為慣質系數，c為阻尼系數，k為彈簧剛度，K_m為電機轉換系數。

進一步，所述步驟6)中，機電慣容器的性能仿真測試工況條件為不同激振頻率的弦波位移輸入。

采用本發明的有益實施效果是：目前機電慣容器結構選型與設計僅僅憑經驗進行，缺乏系統的理論指導。本發明提出的一種機電慣容器結構選型與參數設計方法，可有效為工程領域使用機電慣容器時的結構選型與參數設計提供方法指導，節約成本，提升系統的工作穩定性。本發明的步驟4-5是本發明的核心發明點。本質上是創新性的提出了一種機電慣容器結構選型與參數設計方法，彌補了現有研究的空白，所提出的這種方法可有效實現機電慣容器的結構選型與參數設計，避免出現系統工作失穩等因素。

附圖說明