Chức năng truyền là gì? Đặc điểm phản ứng của hệ thống • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung động "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác Chức năng truyền là gì? Đặc điểm phản ứng của hệ thống • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung động "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác

Hàm truyền là gì? Đặc tính đáp ứng của hệ thống

Được xuất bản bởi admin trên

Hiểu về hàm truyền

Định nghĩa: Hàm truyền là gì?

Hàm truyền (còn gọi là chức năng đáp ứng tần số hoặc FRF) là một hàm có giá trị phức tạp mô tả cách một hệ thống cơ học phản ứng với các lực hoặc chuyển động đầu vào theo hàm số của tần số. Về mặt toán học, nó là tỷ số giữa giá trị đầu ra và giá trị đầu ra. rung động Phản ứng với kích thích đầu vào ở mỗi tần số: H(f) = Đầu ra(f) / Đầu vào(f). Hàm truyền chứa cả thông tin về biên độ (hệ thống khuếch đại hoặc suy giảm bao nhiêu ở mỗi tần số) và giai đoạn thông tin (đặc điểm độ trễ thời gian hoặc cộng hưởng).

Các hàm truyền là cơ sở để hiểu động lực học máy móc vì chúng mô tả các đặc điểm phản ứng vốn có của hệ thống—tần số tự nhiên, giảm chấn, hình dạng chế độ—không phụ thuộc vào lực cưỡng bức cụ thể có thể có trong quá trình vận hành. Chúng rất cần thiết cho phân tích mô hình, dự đoán sửa đổi cấu trúc và thiết kế cách ly rung động.

Công thức toán học

Định nghĩa cơ bản

  • H(f) = Y(f) / X(f)
  • Trong đó Y(f) = phổ đầu ra (phản hồi)
  • X(f) = phổ đầu vào (kích thích)
  • Cả hai được đo cùng một lúc

Sử dụng Cross-Spectrum

Đối với các phép đo có nhiễu:

  • H(f) = Gxy(f) / Gxx(f)
  • Gxy = phổ chéo giữa đầu vào và đầu ra
  • Gxx = phổ tự động của đầu vào
  • Giảm độ lệch từ tiếng ồn đầu ra
  • Phương pháp tiêu chuẩn trong thực tế

Thành phần

  • Độ lớn |H(f)|: Hệ số khuếch đại ở mỗi tần số
  • Pha ∠H(f): Độ trễ pha giữa đầu ra và đầu vào
  • Phần thực: Phản ứng đồng pha
  • Phần ảo: Phản ứng vuông góc

Ý nghĩa vật lý

Diễn giải về độ lớn

  • |H| > 1: Hệ thống khuếch đại ở tần số này (vùng cộng hưởng)
  • |H| = 1: Đầu ra bằng đầu vào (trung tính)
  • |H| < 1: Hệ thống suy giảm (cô lập, mất cộng hưởng)
  • Đỉnh: Xảy ra ở tần số tự nhiên (cộng hưởng)
  • Chiều cao đỉnh: Liên quan đến giảm chấn (đỉnh cao hơn = giảm chấn ít hơn)

Giải thích pha

  • 0°: Đầu ra cùng pha với đầu vào (kiểm soát độ cứng, dưới mức cộng hưởng)
  • 90°: Đầu ra chậm hơn đầu vào một phần tư chu kỳ (ở cộng hưởng)
  • 180°: Đầu ra ngược với đầu vào (kiểm soát khối lượng, trên cộng hưởng)
  • Pha xuyên cộng hưởng: Sự thay đổi đặc trưng 180° từ dưới lên trên

Phương pháp đo lường

Kiểm tra va đập (Bump Test)

Phổ biến nhất đối với máy móc:

  • Đầu vào: Lực búa đập (đo lực)
  • Output: Máy đo gia tốc trên cấu trúc (đo phản ứng)
  • Thuận lợi: Nhanh chóng, đơn giản, không cần thiết bị đặc biệt nào ngoài búa và máy đo gia tốc
  • Hạn chế: Tác động đơn = trung bình hạn chế, chất lượng phổ lực

Kiểm tra máy lắc

  • Máy rung điện từ có điều khiển tác dụng lực
  • Kích thích ngẫu nhiên, sin quét hoặc chirp
  • Kiểm soát lực và nội dung quang phổ tuyệt vời
  • Tiêu chuẩn vàng nhưng cần thiết bị lắc

Đo lường hoạt động

  • Sử dụng lực tác động làm đầu vào (máy chạy)
  • Điều kiện vận hành thực tế nhưng ít được kiểm soát
  • Yêu cầu xác định đầu vào (đo lực hoặc điểm tham chiếu)

Ứng dụng

1. Phân tích mô thức

Xác định tần số tự nhiên và hình dạng chế độ:

  • Đỉnh trong độ lớn của hàm truyền = tần số riêng
  • Pha qua các đỉnh xác nhận sự cộng hưởng
  • Chiều rộng đỉnh biểu thị sự giảm chấn
  • Nhiều điểm đo cho thấy hình dạng chế độ

2. Chẩn đoán cộng hưởng

  • Xác định xem tần số hoạt động có gần tần số tự nhiên không
  • Đánh giá biên độ phân tách
  • Xác định cộng hưởng có vấn đề
  • Hướng dẫn chiến lược sửa đổi

3. Thiết kế cách ly rung động

  • Dự đoán hiệu quả của bộ cách ly
  • Hàm truyền cho thấy sự truyền tải so với tần số
  • Tần số tự nhiên của bộ cách ly có thể nhìn thấy được dưới dạng đỉnh
  • Trên 2 lần tần số cách ly, cách ly tốt (|H| < 1)

4. Dự đoán sửa đổi cấu trúc

  • Dự đoán tác động của khối lượng, độ cứng hoặc sự thay đổi giảm chấn
  • So sánh trước/sau xác thực các sửa đổi
  • Tối ưu hóa các sửa đổi thông qua mô hình hóa

Diễn giải trong bối cảnh máy móc

Hệ thống ổ trục rotor

  • Đầu vào: Lực mất cân bằng tác động lên rôto
  • Đầu ra: Rung động ổ trục
  • Hàm truyền cho thấy sự mất cân bằng tạo ra rung động như thế nào
  • Đỉnh tại tốc độ tới hạn
  • Được sử dụng trong phân tích động lực học rôto

Truyền động nền tảng

  • Đầu vào: Rung động vỏ ổ trục
  • Đầu ra: Rung động nền móng hoặc sàn nhà
  • Hiển thị đường truyền rung động
  • Xác định tần số truyền có vấn đề
  • Hướng dẫn cách ly hoặc làm cứng

Mối quan hệ với các chức năng khác

Hàm truyền so với Đáp ứng tần số

  • Các thuật ngữ thường được sử dụng thay thế cho nhau
  • Hàm đáp ứng tần số (FRF) giống như hàm truyền trong bối cảnh rung động
  • Cả hai đều mô tả phản ứng của hệ thống so với tần số

Hàm truyền và tính kết hợp

  • Sự mạch lạc xác thực chất lượng hàm truyền
  • Độ kết hợp cao (>0,9) = hàm truyền đáng tin cậy
  • Độ kết hợp thấp = phép đo kém hoặc nhiễu không tương quan
  • Luôn kiểm tra tính nhất quán khi sử dụng các hàm truyền

Hàm truyền là một công cụ phân tích mạnh mẽ, mô tả động lực học hệ thống cơ học thông qua mối quan hệ cơ bản giữa đầu vào và đầu ra. Việc hiểu rõ phép đo, diễn giải hàm truyền - đặc biệt là nhận biết cộng hưởng từ các đỉnh biên độ và chuyển pha - và ứng dụng cho phép phân tích mô thức, chẩn đoán cộng hưởng, dự đoán biến dạng cấu trúc và phân tích truyền rung động toàn diện, thiết yếu cho động lực học máy móc tiên tiến và kiểm soát rung động.

← Quay lại Mục lục chính

Categories:
WhatsApp