论文摘要
随着制造技术的发展,精密机电设备在工程中使用的越来越广泛,而且一般来说对于便携性要求比较高,很多设备往往都是军用的,这就要求设备具有抗恶劣环境的优良性能,特别是良好的抗振性能。与此同时,研发机电设备的机械工程师与控制工程师往往需要密切的结合才能设计出振动性能优良的设备来。在计算机行业里,我们常见的精密机电设备有高精度扫描仪、硬盘驱动器、光盘驱动器等等。本文通过理论介绍,以计算机硬盘驱动器为分析实例,运用常用的分析软件ANSYS和MATLAB对其进行建模与分析,来说明如何对一款精密机电设备进行结构振动特性的分析。同时,本文通过详实的图例说明了模态分析中平衡缩减法的特点。以下是本文的具体工作:首先,本文介绍了结构振动分析的模态分析的基本理论,重点介绍了实模态分析理论和复模态分析理论,同时介绍了有限元法以及ANSYS软件的相关情况。其次,利用参数化编程,我们建立了单输入单输出硬盘驱动器模型,分析了模型的频率响应及模态图。并且,本文利用ANSYS分析的结果,在MATLAB中建立了此硬盘驱动器系统的状态空间模型。再次,利用已经建立起来的系统模型,分析对比了原始系统和缩减系统的响应结果。最后,本文在前面论述的基础上,分析对比了平衡缩减算法的应用结果,得出了此种算法的适用范围。本文有效的结合了机械工程师和控制工程师的相关工作,具有非常普遍的实用价值。本文通过详实的论述表明了实际工程中如何分析精密机电设备,具有一定的工程意义。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 论文背景1.2 研究现状1.3 本文工作1.3.1 技术难点1.3.2 论文工作及预期目标第二章 结构振动模态分析理论与ANSYS有限元分析介绍2.1 结构振动模态分析理论介绍2.1.1 实模态分析2.1.2 复模态分析2.2 ANSYS有限元分析介绍2.2.1 有限元法介绍2.2.2 有限元方法的数学物理基础2.2.3 ANSYS软件简介2.3 本章小结第三章 SISO硬盘驱动模型3.1 简介3.2 驱动器描述3.3 ANSYS悬浮系统模型描述3.4 ANSYS悬浮模型结果3.4.1 频率响应3.4.2 模态图3.5 ANSYS驱动/悬浮模型描述3.6 ANSYS模型结果3.6.1 特征值、频率响应3.6.2 模态图3.6.3 模态讨论3.6.4 ANSYS输出实例3.7 MATLAB模型3.7.1 代码描述3.7.2 输入、自由度定义3.7.3 受力定义、直流增益计算3.7.4 结果排序3.7.5 建立状态空间矩阵3.7.6 定义状态空间系统——原始系统和缩减系统3.7.7 结果图3.8 一致和非一致阻尼比较3.9 采样速率和混叠效应3.10 减少截断和直流增益对比结果3.11 本章小结第四章 平衡缩减法4.1 介绍4.2 回顾直流增益法4.3 能控性、能观性4.4 能控性、能观性gramian矩阵4.5 利用能控性能观性排序4.6 平衡缩减法4.7 平衡法和直流增益法的频率响应比较4.8 平衡缩减法和直流增益法脉冲响应对比4.9 本章小结第五章 总结与展望5.1 总结5.2 展望致谢参考文献研究成果附录
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标签：精密机电设备论文; 振动分析论文; 模态论文; 平衡缩减法论文;
