机电集成超环面传动内共振研究

机电集成超环面传动系统，集机、电、控制和驱动于一体，具有加工容易、无接触、无磨损、无需润滑的特点。由于其机、电和控制集成结构的实现，结构更为紧凑，输出转矩和转速可控，响应速度快，因此可广泛应用于航空、航天、军事和车辆等技术领域。

机电集成超环面传动系统属于典型的机电耦合多自由度系统。由于其中包含多个对称分布的行星轮，且行星轮与蜗杆线圈、定子间的电磁啮合刚度呈现明显的非线性特性，使得系统存在多重内共振现象。采用现代非线性振动理论，以解析方法分析系统固有模态间的能量转换以及系统的强迫振动响应及其稳定性，深入探索系统的动力学行为。并以系统动态行为为基础，进行系统动态参数优化，满足系统转矩大、动态特性稳定的基础上，给出最优的结构参数，全面提高其动力学特性。

本项目的创新点如下： 1. 包含平方项的多自由度强非线性系统高精度近似解析解的求解及系统稳定性判定。 2. 多尺度法在求解包含多重内共振的非线性系统的近似解析解中的应用，及系统分数谐波和高次谐波共振的稳定特性。 3. 完成了机电集成超环面传动系统动态参数优化，减小了系统的共振区域，降低了振动与噪声。

运用动态参数优化方法优化机电集成超环面传动系统设计参数后，实现了该传动系统共振区域的明显减小。通过添加控制反馈系统，在很大程度上抑制了系统多重内共振现象，可实现内共振系统响应共振振幅的大幅度降低，从而提高了系统的动力学特性。

机电集成超环面传动系统集机、电、控制和驱动于一体，具有加工容易，无接触、无磨损、无需润滑；由于机、电和控制集成结构的实现，结构更为紧凑、输出转矩和转速可控、响应速度快，可广泛应用于航空、航天、军事和车辆等技术领域。

机电集成超环面传动系统属于典型的机电耦合多自由度系统，由于其中包含多个对称分布的行星轮，且行星轮与蜗杆线圈、定子间的电磁啮合刚度呈现明显的非线性特性，使得系统存在多重内共振现象。采用现代非线性振动理论，以解析方法分析系统固有模态间的能量转换以及系统的强迫振动响应及其稳定性，深入探索系统的动力学行为。并以系统动态行为为基础，进行系统动态参数优化，满足系统转矩大，动态特性稳定的基础上给出最优的结构参数，全面提高其动力学特性。

本项目的创新点：(1)包含平方项的多自由度强非线性系统高精度近似解析解的求解及系统稳定性判定。(2)多尺度法在求解包含多重内共振的非线性系统的近似解析解中的应用，及系统分数谐波和高次谐波共振的稳定特性；(3)完成了机电集成超环面传动系统动态参数优化，减小了系统的共振区域，降低了振动与噪声。

运用动态参数优化方法优化机电集成超环面传动系统设计参数后，实现了该传动系统共振区域的明显减小，通过添加控制反馈系统在很大程度上抑制了系统多重内共振现象，可实现内共振系统响应共振振幅的大幅度降低，提高了系统的动力学特性。