WO2022183535A1 - 一种离心摆运动路径生成方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种离心摆运动路径生成方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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WO2022183535A1
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motion
center
centrifugal pendulum
motion path
displacement
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PCT/CN2021/081727
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孙梦馨
杨明
田乃利
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珠海华粤传动科技有限公司
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of path calculation, and in particular, to a method, device, device and storage medium for generating a motion path of a centrifugal pendulum.
  • the torsional vibration of the vehicle power transmission system will have a greater negative impact on the noise, vibration and comfort of the vehicle.
  • the torsional vibration will increase the vibration noise of the engine and transmission system, and the vibration will pass through the suspension, bearings etc. are transmitted to the body, causing the body to vibrate and produce a roaring sound.
  • the methods of controlling the torsional vibration of the transmission system include using clutch vibration isolation, elastic coupling vibration isolation, installing a torsional vibration damper on the transmission shaft of a front-rear-drive passenger vehicle to absorb vibration, using a dual mass
  • the flywheel reduces the natural frequency of the transmission system to below the idle speed, installs a centrifugal pendulum shock absorber on the clutch driven plate to absorb vibration, and uses some coupling shock absorbers, such as matching an elastic coupling with a torsional shock absorber, or using centrifugal shock absorbers.
  • the pendulum shock absorber is matched with the dual-mass flywheel to combine the advantages of the two shock absorbers and further improve the vibration reduction effect.
  • the invention provides a method, device, equipment and storage medium for generating a motion path of a centrifugal pendulum, which are used to solve the technical problems of limitations and poor vibration reduction effect in the existing vibration reduction scheme.
  • the present invention provides a method for generating a motion path of a centrifugal pendulum, wherein a rotor is nested in the center of the centrifugal pendulum, and the method includes:
  • a motion path is generated using all of the motion displacements and the corresponding second curvatures.
  • the step of calculating the first curvature of the center of the motion path includes:
  • the first curvature of the center of the motion path is calculated using the first distance, the tuning order, and the second tuning parameter.
  • the step of acquiring multiple motion displacements includes:
  • the movement displacement of the centrifugal pendulum is calculated using the movement amplitude of the centrifugal pendulum and the movement phase of the centrifugal pendulum.
  • the preset parameters include: the tuning order, the linear tuning order, the ratio of centrifugal pendulum inertia to rotor inertia, pendulum weight, roller weight, dimensionless roller parameters, roller to the rotor center The distance, the position parameter, the first distance, the linear tuning parameter, the second tuning parameter, the nonlinear tuning parameter coefficient, the order parameter and the centrifugal pendulum amplitude.
  • the linear tuning parameter includes a first linear tuning parameter; the step of calculating the first tuning parameter for each of the motion displacements includes:
  • a first tuning parameter for each of the motion displacements is calculated using the centrifugal pendulum inertia to rotor inertia ratio, the optimal nonlinear tuning parameter coefficient, and the first linear tuning parameter.
  • the step of generating a motion path using all of the motion displacements and the corresponding second curvatures includes:
  • the step of calculating the coordinates of the maximum displacement point of the motion path includes:
  • the coordinates of the maximum displacement point of the motion path are calculated by using the second tuning parameter.
  • the present invention also provides a centrifugal pendulum motion path generating device, wherein a rotor is nested in the center of the centrifugal pendulum, and the device includes:
  • an acquisition module for acquiring the center of the motion path of the centrifugal pendulum and the center of the rotor of the rotor;
  • a first distance calculation module for calculating a first distance between the rotor center and the motion path center
  • the motion displacement acquisition module is used to acquire multiple motion displacements
  • a first curvature calculation module for calculating the first curvature of the center of the motion path
  • a first tuning parameter calculation module for calculating the first tuning parameter of each of the motion displacements
  • a second curvature calculation module configured to use the first distance, the motion displacement, the first curvature and the first tuning parameter to calculate the second curvature at each of the motion displacements
  • a motion path generating module for generating a motion path using all the motion displacements and the corresponding second curvatures.
  • the present invention also provides an electronic device, the device includes a processor and a memory:
  • the memory is used to store program code and transmit the program code to the processor
  • the processor is configured to execute the method for generating a motion path of a centrifugal pendulum according to any one of the above-mentioned instructions according to the program code.
  • the present invention also provides a computer-readable storage medium for storing program codes for executing the method for generating a motion path of a centrifugal pendulum according to any one of the above.
  • the present invention obtains the center of the motion path of the centrifugal pendulum and the center of the rotor of the rotor; calculates the first distance between the center of the rotor and the center of the motion path; acquires multiple motion displacements; calculates the motion the first curvature at the center of the path; calculate the first tuning parameter for each motion displacement; use the first distance, the dimensionless motion displacement, the first curvature, and the first tuning parameter to calculate the second curvature at each dimensionless displacement Therefore, all motion displacements and corresponding second curvatures can be used to calculate the motion path, and a centrifugal pendulum motion path form similar to discrete distribution points can be obtained, so as to advantageously reduce relative vibration and achieve the technical effect of smooth transmission of driving speed and force.
  • FIG. 1 is a flow chart of steps of a method for generating a centrifugal pendulum motion path according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram of centrifugal pendulum parameters provided by an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart of steps of a method for generating a centrifugal pendulum motion path provided by another embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 is the optimized schematic diagram of centrifugal pendulum pendulum weight and nonlinear tuning parameter coefficient k;
  • Fig. 5 is the optimal curve of centrifugal pendulum tuning order relative to rotational speed
  • Fig. 6 is a schematic diagram of the action of Coriolis force on centrifugal pendulum motion
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a motion path considering Coriolis force
  • FIG. 8 is a flow chart for generating a motion path according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic structural diagram of an apparatus for generating a motion path of a centrifugal pendulum according to an embodiment of the present invention.
  • Embodiments of the present invention provide a method, device, device, and storage medium for generating a motion path of a centrifugal pendulum, which are used to solve the technical problems of limitations in existing vibration reduction solutions and poor vibration reduction effect.
  • FIG. 1 is a flowchart of steps of a method for generating a motion path of a centrifugal pendulum according to an embodiment of the present invention.
  • An embodiment of the present invention provides a method for generating a motion path of a centrifugal pendulum, wherein a rotor is nested in the center of the centrifugal pendulum, and the method may specifically include:
  • Step 101 obtaining the center of the motion path of the centrifugal pendulum and the center of the rotor of the rotor;
  • Step 102 calculating the first distance between the rotor center and the motion path center
  • Step 103 acquiring multiple motion displacements
  • the center of the centrifugal pendulum is the rotor center O
  • the center point C of the centroid of the centrifugal pendulum on the motion trajectory of the center of mass is the center of the motion path.
  • the first distance from the center of the motion path is the straight-line distance between the rotor center O and the center of the motion path.
  • the dimensionless motion displacement s of the motion path of the centrifugal pendulum can be calculated based on the motion arc length S.
  • Step 104 calculating the first curvature of the center of the motion path
  • the first curvature of the motion path center can be calculated.
  • the curvature is the rotation rate of the tangent direction angle to the arc length for a certain point on the curve, which is defined by differentiation and indicates the degree to which the curve deviates from the straight line.
  • Step 105 calculating the first tuning parameter of each movement displacement
  • the motion trajectory of the centroid of the centrifugal pendulum is not a strict arc, and the interference it receives at different positions is different. Therefore, for different motion displacements, the corresponding first tuning parameters need to be calculated.
  • Step 106 using the first distance, the motion displacement, the first curvature and the first tuning parameter to calculate the second curvature at each dimensionless displacement;
  • the second curvature at each motion displacement can be calculated with reference to the following formula:
  • D is the first distance from the rotor center to the center of the centrifugal pendulum motion path
  • s is the dimensionless motion displacement of the motion path
  • K 0 is the curvature of the center of mass motion path curve C at the center
  • c(s) is the motion displacement s tuning parameters at .
  • Step 107 generating a motion path by using all motion displacements and the corresponding second curvatures.
  • the coordinates of each point on the motion path can be sequentially calculated based on the motion displacement and the corresponding second curvature to form a motion path.
  • the present invention obtains the motion path center of the centrifugal pendulum and the rotor center of the rotor; calculates the first distance between the rotor center and the motion path center; acquires multiple motion displacements; calculates the first curvature of the motion path center; a tuning parameter; using the first distance, the dimensionless motion displacement, the first curvature and the first tuning parameter to calculate the second curvature at each dimensionless displacement; so that all motion displacements and the corresponding second curvature can be used to calculate
  • the motion path can be obtained in the form of a centrifugal pendulum motion path similar to discrete distribution points, so as to advantageously reduce relative vibration and achieve the technical effect of smooth transmission of driving speed and force.
  • FIG. 3 is a flowchart of steps of a method for generating a motion path of a centrifugal pendulum according to another embodiment of the present invention. Specifically, the following steps may be included:
  • Step 301 obtaining the center of the motion path of the centrifugal pendulum and the center of the rotor of the rotor;
  • Step 302 calculating the first distance between the rotor center and the motion path center
  • Step 303 acquiring multiple motion displacements
  • step 303 may include the following sub-steps:
  • the wave torque can be calculated from the dimensionless torque parameters and the average angular velocity of the rotor motion.
  • the specific formula is as follows:
  • T is the wave torque
  • ⁇ is the average angular velocity of rotor motion
  • ⁇ is the dimensionless torque parameter
  • the centrifugal pendulum amplitude can be calculated by the following formula in combination with the given parameters:
  • A is the centrifugal pendulum amplitude;
  • centrifugal pendulum motion displacement s( ⁇ ) and the centrifugal pendulum motion speed s’( ⁇ ) with the rotor rotation angle ⁇ at steady state can be calculated as follows:
  • ⁇ ( ⁇ ) is the motion phase of the centrifugal pendulum.
  • the fluctuation value ⁇ '( ⁇ ) of the rotor speed can also be calculated according to the following formula:
  • Step 304 obtaining the tuning order of the preset engine
  • Step 305 obtaining the second tuning parameter of the center of the motion path
  • Step 306 using the first distance, the tuning order and the second tuning parameter to calculate the first curvature of the center of the motion path;
  • the step of calculating the first curvature of the center of the motion path may include the following sub-steps:
  • the first curvature K 0 can be calculated by the following formula:
  • Step 307 calculating the first tuning parameter of each movement displacement
  • the linear tuning parameters include the first linear tuning parameters
  • the step of calculating the first tuning parameters for each movement displacement may include the following sub-steps:
  • the maximum displacement point of the motion path can be calculated by the following formula:
  • the centrifugal pendulum is affected by the Coriolis force Fc when the rotor rotates.
  • the Coriolis force Fc exists on both sides of the centroid of the centrifugal pendulum, and one side exhibits the effect of the Coriolis force Fc.
  • the other side shows the promotion of movement.
  • the side that hinders the movement needs to make the original path slightly gentle, that is, appropriately reduce the value of c(s) to reduce the obstruction; the side that promotes the movement needs to make the original path slightly steeper, that is, appropriately increase c( s) to reduce the facilitation effect to ensure the symmetry of the centrifugal pendulum motion, and the final path is shown in Figure 7.
  • v is the motion direction of the centrifugal pendulum
  • ⁇ is the average angular velocity of the rotor motion
  • a is the angle between Fc and v; in practical applications, the Coriolis force Fc can be considered in the first tuning parameter with the Coriolis coefficient fc In c(s), that is, c(s) can be converted into c(s, fc).
  • Step 308 using the first distance, the movement displacement, the first curvature and the first tuning parameter, to calculate the second curvature at each movement displacement;
  • Step 309 generating a motion path using all motion displacements and the corresponding second curvatures.
  • step 309 may include the following sub-steps:
  • the differential arc length ds is given.
  • the coordinates of the next movement displacement point can be obtained by the following relationship, which is recorded as the coordinates of the first movement displacement point here:
  • the calculated coordinates of each first motion displacement point are output to obtain a motion path discrete point sequence, and a motion path can be drawn according to the motion path discrete point sequence.
  • the present invention obtains the motion path center of the centrifugal pendulum and the rotor center of the rotor; calculates the first distance between the rotor center and the motion path center; acquires multiple motion displacements; calculates the first curvature of the motion path center; a tuning parameter; using the first distance, the dimensionless motion displacement, the first curvature and the first tuning parameter to calculate the second curvature at each dimensionless displacement; so that all motion displacements and the corresponding second curvature can be used to calculate
  • the motion path can be obtained in the form of a centrifugal pendulum motion path similar to discrete distribution points, so as to advantageously reduce relative vibration and achieve the technical effect of smooth transmission of driving speed and force.
  • FIG. 9 is a schematic structural diagram of an apparatus for generating a motion path of a centrifugal pendulum according to an embodiment of the present invention.
  • An embodiment of the present invention provides a centrifugal pendulum motion path generating device, wherein a rotor is nested in the center of the centrifugal pendulum, and the device includes:
  • an acquisition module 901 configured to acquire the motion path center of the centrifugal pendulum and the rotor center of the rotor;
  • a first distance calculation module 902 configured to calculate a first distance between the rotor center and the motion path center
  • a motion displacement acquisition module 903 configured to acquire a plurality of motion displacements
  • a first curvature calculation module 904 configured to calculate the first curvature of the center of the motion path
  • a first tuning parameter calculation module 905, configured to calculate the first tuning parameter of each movement displacement
  • the second curvature calculation module 906 is configured to calculate the second curvature at each movement displacement by adopting the first distance, the movement displacement, the first curvature and the first tuning parameter;
  • the motion path generating module 907 is configured to generate a motion path by using all motion displacements and the corresponding second curvatures.
  • the first curvature calculation module 904 includes:
  • the tuning order obtaining sub-module is used to obtain the tuning order of the preset engine
  • the second tuning parameter obtaining submodule is used to obtain the second tuning parameter of the center of the motion path
  • the first curvature calculation submodule is used for calculating the first curvature of the center of the motion path by using the first distance, the tuning order and the second tuning parameter.
  • the motion displacement acquisition module 903 includes:
  • a sub-module for obtaining dimensionless torque parameters and rotor motion average angular velocity which is used to obtain dimensionless torque parameters and rotor motion average angular velocity
  • the wave torque calculation sub-module is used to calculate the wave torque using dimensionless torque parameters and the average angular velocity of rotor motion;
  • the centrifugal pendulum movement amplitude calculation sub-module is used to calculate the centrifugal pendulum movement amplitude using the wave torque and preset parameters;
  • the centrifugal pendulum motion phase acquisition sub-module is used to acquire the centrifugal pendulum motion phase
  • the motion displacement calculation sub-module is used to calculate the motion displacement of the centrifugal pendulum by using the motion amplitude and the motion phase of the centrifugal pendulum.
  • the preset parameters include: tuning order, linear tuning order, ratio of centrifugal pendulum inertia to rotor inertia, pendulum weight, roller weight, dimensionless roller parameters, distance from roller to rotor center, Position parameter, first distance, linear tuning parameter, second tuning parameter, nonlinear tuning parameter coefficient, order parameter and centrifugal pendulum amplitude.
  • the linear tuning parameters include a first linear tuning parameter;
  • the first tuning parameter calculation module 905 includes:
  • the optimal nonlinear tuning parameter coefficient determination sub-module is used to determine the optimal nonlinear tuning parameter coefficient
  • the first tuning parameter calculation submodule is used for calculating the first tuning parameter of each motion displacement by adopting the ratio of centrifugal pendulum inertia to rotor inertia, the optimal nonlinear tuning parameter coefficient and the first linear tuning parameter.
  • the motion path generation module 907 includes:
  • the initial coordinate and initial motion displacement acquisition sub-module is used to obtain the initial coordinates and initial motion displacement of the center of the motion path;
  • the sub-module for calculating the coordinates of the maximum displacement point of the motion path is used to calculate the coordinates of the maximum displacement point of the motion path;
  • the current motion displacement acquisition sub-module is used to add the preset differential arc length to the initial motion displacement to obtain the current motion displacement;
  • the first movement displacement point coordinate calculation submodule is used to calculate the first movement displacement point coordinates according to the initial coordinates, the second curvature of the current movement displacement and the current movement displacement;
  • a judging sub-module for judging whether the obtained coordinates of the first movement displacement point are greater than or equal to the coordinates of the maximum displacement point of the movement path;
  • the motion path generation sub-module is used for generating the motion path by adopting the stored coordinates of all the first motion displacement points.
  • the coordinate calculation sub-module of the maximum displacement point of the motion path includes:
  • the coordinate calculation unit of the maximum displacement point of the motion path is used for calculating the coordinates of the maximum displacement point of the motion path by using the second tuning parameter.
  • the embodiment of the present invention also provides an electronic device, the device includes a processor and a memory:
  • the memory is used to store the program code and transmit the program code to the processor
  • the processor is configured to execute the method for generating a motion path of a centrifugal pendulum according to any embodiment of the present invention according to the instructions in the program code.
  • Embodiments of the present invention further provide a computer-readable storage medium, where the computer-readable storage medium is used to store program codes, and the program codes are used to execute the method for generating a motion path of a centrifugal pendulum according to any embodiment of the present invention.
  • embodiments of the embodiments of the present invention may be provided as a method, an apparatus, or a computer program product. Accordingly, embodiments of the present invention may take the form of an entirely hardware embodiment, an entirely software embodiment, or an embodiment combining software and hardware aspects. Furthermore, embodiments of the present invention may take the form of a computer program product implemented on one or more computer-usable storage media having computer-usable program code embodied therein, including but not limited to disk storage, CD-ROM, optical storage, and the like.
  • Embodiments of the present invention are described with reference to flowcharts and/or block diagrams of methods, terminal devices (systems), and computer program products according to embodiments of the present invention. It will be understood that each flow and/or block in the flowchart illustrations and/or block diagrams, and combinations of flows and/or blocks in the flowchart illustrations and/or block diagrams, can be implemented by computer program instructions. These computer program instructions may be provided to the processor of a general purpose computer, special purpose computer, embedded processor or other programmable data processing terminal equipment to produce a machine that causes the instructions to be executed by the processor of the computer or other programmable data processing terminal equipment Means are created for implementing the functions specified in the flow or flows of the flowcharts and/or the blocks or blocks of the block diagrams.
  • These computer program instructions may also be stored in a computer readable memory capable of directing a computer or other programmable data processing terminal equipment to operate in a particular manner, such that the instructions stored in the computer readable memory result in an article of manufacture comprising instruction means, the The instruction means implement the functions specified in the flow or flow of the flowcharts and/or the block or blocks of the block diagrams.

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Abstract

一种离心摆运动路径生成方法、装置、设备及存储介质，用于解决现有的减振方案存在局限性，减振效果较差的技术问题。本发明包括: 获取离心摆的运动路径中心与转子的转子中心; 计算转子中心与运动路径中心的第一距离; 获取多个运动位移; 计算运动路径中心的第一曲率; 计算每个运动位移的第一调谐参数; 采用第一距离、运动位移、第一曲率和第一调谐参数，计算每个运动位移处的第二曲率; 采用所有运动位移和对应的第二曲率生成运动路径。

Description

一种离心摆运动路径生成方法、装置、设备及存储介质
本申请要求于2021年3月4日提交中国专利局、申请号为202110240683.8、发明名称为“一种离心摆运动路径生成方法、装置、设备及存储介质”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及路径计算技术领域，尤其涉及一种离心摆运动路径生成方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在实际生活中，车辆动力传动系统的扭振会给车辆的噪音、振动、舒适性带来较大的负面影响，扭振会增大发动机与传动系统的振动噪音，振动会通过悬架、轴承等处传递到车身，引起车身的振动并产生轰鸣声。
在现有技术中，控制传系统扭振的方，包括，使用离合器隔振，弹性联轴器隔振，在前置后驱乘用车的传动轴上安装扭转减振器吸振，使用双质量飞轮将传动系统固有频率降低至怠速以下，在离合器从动盘上安装离心摆减振器吸振，以及使用一些耦合减振器，如将弹性联轴器与扭转减振器匹配使用，或将离心摆减振器与双质量飞轮匹配使用，以汇集两种减振器的优点，进一步地提升减振效果。
然而，上述方法不可避免地需要增加减振器件来实现减振效果。且各种减震装置减振装置都有其应用的局限性，导致减振效果不强。
发明内容
本发明提供了一种离心摆运动路径生成方法、装置、设备及存储介质，用于解决现有的减振方案存在局限性，减振效果较差的技术问题。
本发明提供的一种离心摆运动路径生成方法，所述离心摆中心嵌套有转子，所述方法包括：
获取所述离心摆的运动路径中心与所述转子的转子中心；
计算所述转子中心与所述运动路径中心的第一距离；
获取多个运动位移；
计算所述运动路径中心的第一曲率；
计算每个所述运动位移的第一调谐参数；
采用所述第一距离、所述运动位移、所述第一曲率和所述第一调谐参数，计算每个所述运动位移处的第二曲率；
采用所有所述运动位移和对应的第二曲率生成运动路径。
可选地，所述计算所述运动路径中心的第一曲率的步骤，包括：
获取预设发动机的调谐阶次；
获取所述运动路径中心的第二调谐参数；
采用所述第一距离、所述调谐阶次和所述第二调谐参数计算所述运动路径中心的第一曲率。
可选地，所述获取多个运动位移的步骤，包括：
获取无量纲力矩参数和转子运动平均角速度；
采用所述无量纲力矩参数和所述转子运动平均角速度计算波动力矩；
采用所述波动力矩和预设参数计算离心摆运动振幅；
获取离心摆运动相位；
采用所述离心摆运动振幅和所述离心摆运动相位，计算所述离心摆的运动位移。
可选地，所述预设参数包括：所述调谐阶次、线性调谐阶次、离心摆惯量与转子惯量比值、摆重、滚柱重、无量纲滚子参数、滚柱到所述转子中心的距离、位置参数、所述第一距离、线性调谐参数、第二调谐参数、非线性调谐参数系数、阶次参数和离心摆振幅。
可选地，所述线性调谐参数包括第一线性调谐参数；所述计算每个所述运动位移的第一调谐参数的步骤，包括：
确定最优非线性调谐参数系数；
采用所述离心摆惯量与转子惯量比值、所述最优非线性调谐参数系数和所述第一线性调谐参数计算每个所述运动位移的第一调谐参数。
可选地，所述采用所有所述运动位移和对应的第二曲率生成运动路径 的步骤，包括：
获取所述运动路径中心的初始坐标和初始运动位移；
计算运动路径最大位移点坐标；
在所述初始运动位移上添加预设微分弧长，得到当前运动位移；
根据所述初始坐标、所述当前运动位移的第二曲率和所述当前运动位移计算第一运动位移点坐标；
判断得到第一运动位移点坐标是否大于或等于所述运动路径最大位移点坐标；
若否，保存所述第一运动位移点坐标，并以所述第一运动位移点坐标为初始坐标，以所述当前运动位移为初始运动位移，返回所述在所述初始运动位移上添加预设微分弧长，得到当前运动位移的步骤；
若是，则采用所保存的所有所述第一运动位移点坐标生成运动路径。
可选地，所述计算运动路径最大位移点坐标的步骤，包括：
采用所述第二调谐参数计算所述运动路径最大位移点坐标。
本发明还提供了一种离心摆运动路径生成装置，所述离心摆中心嵌套有转子，所述装置包括：
获取模块，用于获取所述离心摆的运动路径中心与所述转子的转子中心；
第一距离计算模块，用于计算所述转子中心与所述运动路径中心的第一距离；
运动位移获取模块，用于获取多个运动位移；
第一曲率计算模块，用于计算所述运动路径中心的第一曲率；
第一调谐参数计算模块，用于计算每个所述运动位移的第一调谐参数；
第二曲率计算模块，用于采用所述第一距离、所述运动位移、所述第一曲率和所述第一调谐参数，计算每个所述运动位移处的第二曲率；
运动路径生成模块，用于采用所有所述运动位移和对应的第二曲率生成运动路径。
本发明还提供了一种电子设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上任一项所述的离心摆运动路径生成方法。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行如上任一项所述的离心摆运动路径生成方法。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明通过获取离心摆的运动路径中心与转子的转子中心；计算转子中心与运动路径中心的第一距离；获取多个运动位移；计算运动路径中心的第一曲率；计算每个运动位移的第一调谐参数；采用第一距离、无量纲化运动位移、第一曲率和第一调谐参数，计算每个无量纲化位移处的第二曲率；从而可以采用所有运动位移和对应的第二曲率计算运动路径，得到类似于离散分布点的离心摆运动路径形式，以有利地减弱相对振动，达到驱动速度与力的平稳传递的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种离心摆运动路径生成方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的离心摆参数示意图；
图3为本发明另一实施例提供的一种离心摆运动路径生成方法的步骤流程图；
图4为离心摆摆重和非线性调谐参数系数k的优化示意图；
图5为离心摆调谐阶相对于转速的最优曲线；
图6为科里奥利力对离心摆运动作用示意图；
图7为考虑科里奥利力的运动路径示意图；
图8为本发明实施例提供的一种运动路径生成流程图；
图9为本发明实施例提供的一种离心摆运动路径生成装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种离心摆运动路径生成方法、装置、设备及存储介质，用于解决现有的减振方案存在局限性，减振效果较差的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种离心摆运动路径生成方法的步骤流程图。
本发明实施例提供了一种离心摆运动路径生成方法，离心摆中心嵌套有转子，方法具体可以包括：
步骤101，获取离心摆的运动路径中心与转子的转子中心；
步骤102，计算转子中心与运动路径中心的第一距离；
步骤103，获取多个运动位移；
如图2所示，由于离心摆嵌套在转子上进行转动，离心摆的中心即为转子中心O，离心摆的质心在质心运动轨迹上的中心点C即为运动路径中心，则转子中心与运动路径中心的第一距离即为转子中心O与运动路径中心的直线距离。此外，离心摆的运动路径无量纲化运动位移s可基于运动弧长S计算得到。
步骤104，计算运动路径中心的第一曲率；
在获取到运动路径中心后，可以计算运动路径中心的第一曲率。
其中，曲率是针对曲线上某个点的切线方向角对弧长的转动率，通过微分来定义，表明曲线偏离直线的程度。数学上表明曲线在某一点的弯曲 程度的数值。曲率越大，表示曲线的弯曲程度越大。
步骤105，计算每个运动位移的第一调谐参数；
离心摆质心的运动轨迹并不是严格的圆弧，其在不同的位置受到的干扰是不同的，因此针对不同的运动位移，需要计算其相应的第一调谐参数。
步骤106，采用第一距离、运动位移、第一曲率和第一调谐参数，计算每个无量纲化位移处的第二曲率；
在获取到转子中心与运动路径中心的第一距离、质心的运动位移、运动路径中心的第一曲率和每个运动位移对应的第一调谐参数后，可以基于上述参数计算每个运动位移处的第二曲率。
在一个示例中，具体可以参考以下公式计算每个运动位移处的第二曲率：
Figure PCTCN2021081727-appb-000001
其中，D为转子中心到离心摆运动路径中心的第一距离，s为运动路径无量纲化的运动位移，K 0为质心运动路径曲线在中心处C的曲率；c(s)为运动位移s处的调谐参数。
步骤107，采用所有运动位移和对应的第二曲率生成运动路径。
在计算得到每个运动位移对应的质心运动轨迹上的点的第二曲率后，可用基于运动位移和对应的第二曲率依次计算运动路径上的各个点的坐标，从而形成运动路径。
本发明通过获取离心摆的运动路径中心与转子的转子中心；计算转子中心与运动路径中心的第一距离；获取多个运动位移；计算运动路径中心的第一曲率；计算每个运动位移的第一调谐参数；采用第一距离、无量纲化运动位移、第一曲率和第一调谐参数，计算每个无量纲化位移处的第二曲率；从而可以采用所有运动位移和对应的第二曲率计算运动路径，得到类似于离散分布点的离心摆运动路径形式，以有利地减弱相对振动，达到驱动速度与力的平稳传递的技术效果。
请参阅图3，图3为本发明另一实施例提供的一种离心摆运动路径生成方法的步骤流程图。具体可以包括以下步骤：
步骤301，获取离心摆的运动路径中心与转子的转子中心；
步骤302，计算转子中心与运动路径中心的第一距离；
步骤303，获取多个运动位移；
在本发明实施例中，步骤303可以包括以下子步骤：
S31，获取无量纲力矩参数和转子运动平均角速度；
S32，采用无量纲力矩参和转子运动平均角速度计算波动力矩；
S33，采用波动力矩和预设参数计算离心摆运动振幅；
S34，获取离心摆运动相位；
S35，采用离心摆运动振幅和离心摆运动相位，计算离心摆的运动位移。
在在具体实现中，波动力矩可以通过无量纲力矩参数和转子运动平均角速度计算得到，具体公式如下：
T＝ωΓ
其中，T为波动力矩，ω为转子运动平均角速度，Γ为无量纲力矩参数。
在得到波动力矩后，可以结合给定参数通过如下公式计算离心摆振幅：
Figure PCTCN2021081727-appb-000002
Figure PCTCN2021081727-appb-000003
其中，A为离心摆振幅；给定参数包括发动机的调谐阶次n，线性调谐阶次n 0，离心摆惯量与转子惯量比值ε，摆重mp，滚柱重mR＝0.05kg，无量纲滚子参数εδ＝0.5(mR/mp)，无量纲滚子参数εξ＝0.5(iR/mpA 2)，滚柱到转子中心的距离R，位置参数1＝0.5-R/D，质心到转子中心距离D(即第一距离)，线性调谐参数c e＝n 0/(n 0 2+1) 2，第二调谐参数c 0，非线性调谐参数系数k＝(c-c e)/ε(设定k值后即可确定非线性轨迹参数c)，阶次参数Δ＝(n 2-n 0 2)/ε。
在获取到离心摆振幅后，结合离心摆运动相位可以计算得到稳态时转子转动角度为θ的离心摆运动位移s(θ)和离心摆运动速度s’(θ)如下：
Figure PCTCN2021081727-appb-000004
其中，ψ(θ)为离心摆运动相位。
进一步地，在本发明实施例中，还可以根据以下公式来计算转子速度的波动值ω’(θ)：
Figure PCTCN2021081727-appb-000005
其中，等效力臂g 0(s)根据下述公式确定：
Figure PCTCN2021081727-appb-000006
上述公式可根据傅里叶变换计算离心摆作用时转子的速度响应|ω’|n：
Figure PCTCN2021081727-appb-000007
步骤304，获取预设发动机的调谐阶次；
步骤305，获取运动路径中心的第二调谐参数；
步骤306，采用第一距离、调谐阶次和第二调谐参数计算运动路径中心的第一曲率；
在本发明实施例中，计算运动路径中心的第一曲率的步骤，可以包括以下子步骤：
S61，获取预设发动机的调谐阶次；
S62，获取运动路径中心的第二调谐参数；
S63，采用第一距离、调谐阶次和第二调谐参数计算运动路径中心的第一曲率。
在本发明实施例中，第一曲率K 0可以通过以下公式计算得到：
c(0)＝1-DK 0
c(0)＝-n 2
步骤307，计算每个运动位移的第一调谐参数；
在本发明实施例中，线性调谐参数包括第一线性调谐参数，计算每个 运动位移的第一调谐参数的步骤，可以包括以下子步骤：
S71，确定最优非线性调谐参数系数；
S72，采用离心摆惯量与转子惯量比值、最优非线性调谐参数系数和第一线性调谐参数计算每个运动位移的第一调谐参数。
在本发明实施例中，通过改变离心摆摆重mp，可以给出一系列优化结果，如图4所示，mp从0.8到1.2变换，k由0.01到0.25变化，找出最佳的一种情况，得到最优非线性调谐参数系数k与质量mp值，如图5所示。并给出调谐阶相对于转速的最优曲线方程或离散点形式n(ω)，每个调谐阶n都可以计算出相应的参数c，从而将n(ω)转化为角速度调谐参数c(ω)。进而结合离心摆与转子运动平均角速度ω的关系函数A(ω)，分段计算得到相应位移(振幅)下的第一调谐参数c(s)。
c(s)＝c e+εk
值得注意的是，若转速较大时的最大振幅(运动路径最大位移点)Scusp已经大于或等于线性协调振幅，则c(s)不会再随着弧长的变化而变化，即c(s)为定值。
其中，运动路径最大位移点可以通过以下公式计算得到：
Figure PCTCN2021081727-appb-000008
需要说明的是，在一个示例中，离心摆在转子转动时会受到科里奥利力Fc作用，如图6所示，科里奥利力Fc在离心摆质心两侧均存在，一侧表现为对运动的阻碍，另一侧表现为对运动的促进。阻碍运动一侧需要对原有路径稍作平缓处理，即适当减小c(s)的值以减小阻碍作用；促进运动一侧需要对原有路径稍作陡峭处理，即适当增大c(s)的值以减小促进作用，以保证离心摆运动的对称性，最终路径如图7所示。其中，v为离心摆运动方向，ω为转子运动平均角速度，a为Fc和v的夹角；在实际应用中，科里奥利力Fc可以以科里奥利系数fc考虑在第一调谐参数c(s)中，即c(s)可以转化为c(s,fc)。
步骤308，采用第一距离、运动位移、第一曲率和第一调谐参数，计算每个运动位移处的第二曲率；
步骤309，采用所有运动位移和对应的第二曲率生成运动路径。
在本发明实施例中，步骤309可以包括以下子步骤：
获取运动路径中心的初始坐标和初始运动位移；
计算运动路径最大位移点坐标；
在初始运动位移上添加预设微分弧长，得到当前运动位移；
根据初始坐标、当前运动位移的第二曲率和当前运动位移计算第一运动位移点坐标；
判断得到第一运动位移点坐标是否大于或等于运动路径最大位移点坐标；
若否，保存第一运动位移点坐标，并以第一运动位移点坐标为初始坐标，以当前运动位移为初始运动位移，返回在初始运动位移上添加预设微分弧长，得到当前运动位移的步骤；
若是，则采用所保存的所有第一运动位移点坐标生成运动路径。
如图8所示，假设运动路径中心的初始坐标为(x 0,y 0)，初始运动位移s＝0，i＝0，i为第i个计算的运动位移点。给定微分弧长ds。
从初始坐标开始，令i＝i+1，s＝s+ds，则可以通过以下关系式得到下一运动位移点坐标，此处记为第一运动位移点坐标：
a＝K(i)ds；
x i＝x i-1+ds*cosa；
y i＝y i-1+ds*sina；
判断当前s是否大于或等于Scusp，若否，则重复执行上述操作，得到再下一运动位移点坐标，直至s大于或等于Scusp。输出所计算得到的每一个第一运动位移点坐标，得到运动路径离散点序列，根据运动路径离散点序列，可以绘制运动路径。
本发明通过获取离心摆的运动路径中心与转子的转子中心；计算转子中心与运动路径中心的第一距离；获取多个运动位移；计算运动路径中心的第一曲率；计算每个运动位移的第一调谐参数；采用第一距离、无量纲化运动位移、第一曲率和第一调谐参数，计算每个无量纲化位移处的第二曲率；从而可以采用所有运动位移和对应的第二曲率计算运动路径，得到类似于离散分布点的离心摆运动路径形式，以有利地减弱相对振动，达到 驱动速度与力的平稳传递的技术效果。
请参阅图9，图9为本发明实施例提供的一种离心摆运动路径生成装置的结构示意图。
本发明实施例提供了一种离心摆运动路径生成装置，离心摆中心嵌套有转子，装置包括：
获取模块901，用于获取离心摆的运动路径中心与转子的转子中心；
第一距离计算模块902，用于计算转子中心与运动路径中心的第一距离；
运动位移获取模块903，用于获取多个运动位移；
第一曲率计算模块904，用于计算运动路径中心的第一曲率；
第一调谐参数计算模块905，用于计算每个运动位移的第一调谐参数；
第二曲率计算模块906，用于采用第一距离、运动位移、第一曲率和第一调谐参数，计算每个运动位移处的第二曲率；
运动路径生成模块907，用于采用所有运动位移和对应的第二曲率生成运动路径。
在本发明实施例中，第一曲率计算模块904，包括：
调谐阶次获取子模块，用于获取预设发动机的调谐阶次；
第二调谐参数获取子模块，用于获取运动路径中心的第二调谐参数；
第一曲率计算子模块，用于采用第一距离、调谐阶次和第二调谐参数计算运动路径中心的第一曲率。
在本发明实施例中，运动位移获取模块903，包括：
无量纲力矩参数和转子运动平均角速度获取子模块，用于获取无量纲力矩参数和转子运动平均角速度；
波动力矩计算子模块，用于采用无量纲力矩参数和转子运动平均角速度计算波动力矩；
离心摆运动振幅计算子模块，用于采用波动力矩和预设参数计算离心摆运动振幅；
离心摆运动相位获取子模块，用于获取离心摆运动相位；
运动位移计算子模块，用于采用离心摆运动振幅和离心摆运动相位，计算离心摆的运动位移。
在本发明实施例中，预设参数包括：调谐阶次、线性调谐阶次、离心摆惯量与转子惯量比值、摆重、滚柱重、无量纲滚子参数、滚柱到转子中心的距离、位置参数、第一距离、线性调谐参数、第二调谐参数、非线性调谐参数系数、阶次参数和离心摆振幅。
在本发明实施例中，线性调谐参数包括第一线性调谐参数；第一调谐参数计算模块905，包括：
最优非线性调谐参数系数确定子模块，用于确定最优非线性调谐参数系数；
第一调谐参数计算子模块，用于采用离心摆惯量与转子惯量比值、最优非线性调谐参数系数和第一线性调谐参数计算每个运动位移的第一调谐参数。
在本发明实施例中，运动路径生成模块907，包括：
初始坐标和初始运动位移获取子模块，用于获取运动路径中心的初始坐标和初始运动位移；
运动路径最大位移点坐标计算子模块，用于计算运动路径最大位移点坐标；
当前运动位移获取子模块，用于在初始运动位移上添加预设微分弧长，得到当前运动位移；
第一运动位移点坐标计算子模块，用于根据初始坐标、当前运动位移的第二曲率和当前运动位移计算第一运动位移点坐标；
判断子模块，用于判断得到第一运动位移点坐标是否大于或等于运动路径最大位移点坐标；
返回子模块，用于若否，保存第一运动位移点坐标，并以第一运动位移点坐标为初始坐标，以当前运动位移为初始运动位移，返回在初始运动位移上添加预设微分弧长，得到当前运动位移的步骤；
运动路径生成子模块，用于若是，则采用所保存的所有第一运动位移点坐标生成运动路径。
在本发明实施例中，运动路径最大位移点坐标计算子模块，包括：
运动路径最大位移点坐标计算单元，用于采用第二调谐参数计算运动路径最大位移点坐标。
本发明实施例还提供了一种电子设备，设备包括处理器以及存储器：
存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
处理器用于根据程序代码中的指令执行本发明任一实施例的离心摆运动路径生成方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行本发明任一实施例的离心摆运动路径生成方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处 理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者 对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

  1. 一种离心摆运动路径生成方法，其特征在于，所述离心摆中心嵌套有转子，所述方法包括：
    获取所述离心摆的运动路径中心与所述转子的转子中心；
    计算所述转子中心与所述运动路径中心的第一距离；
    获取多个运动位移；
    计算所述运动路径中心的第一曲率；
    计算每个所述运动位移的第一调谐参数；
    采用所述第一距离、所述运动位移、所述第一曲率和所述第一调谐参数，计算每个所述运动位移处的第二曲率；
    采用所有所述运动位移和对应的第二曲率生成运动路径。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述运动路径中心的第一曲率的步骤，包括：
    获取预设发动机的调谐阶次；
    获取所述运动路径中心的第二调谐参数；
    采用所述第一距离、所述调谐阶次和所述第二调谐参数计算所述运动路径中心的第一曲率。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取多个运动位移的步骤，包括：
    获取无量纲力矩参数和转子运动平均角速度；
    采用所述无量纲力矩参数和所述转子运动平均角速度计算波动力矩；
    采用所述波动力矩和预设参数计算离心摆运动振幅；
    获取离心摆运动相位；
    采用所述离心摆运动振幅和所述离心摆运动相位，计算所述离心摆的运动位移。
  4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设参数包括：所述调谐阶次、线性调谐阶次、离心摆惯量与转子惯量比值、摆重、滚柱重、无量纲滚子参数、滚柱到所述转子中心的距离、位置参数、所述第一距离、线性调谐参数、第二调谐参数、非线性调谐参数系数、阶次参数和离心摆 振幅。
  5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述线性调谐参数包括第一线性调谐参数；所述计算每个所述运动位移的第一调谐参数的步骤，包括：
    确定最优非线性调谐参数系数；
    采用所述离心摆惯量与转子惯量比值、所述最优非线性调谐参数系数和所述第一线性调谐参数计算每个所述运动位移的第一调谐参数。
  6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述采用所有所述运动位移和对应的第二曲率生成运动路径的步骤，包括：
    获取所述运动路径中心的初始坐标和初始运动位移；
    计算运动路径最大位移点坐标；
    在所述初始运动位移上添加预设微分弧长，得到当前运动位移；
    根据所述初始坐标、所述当前运动位移的第二曲率和所述当前运动位移计算第一运动位移点坐标；
    判断得到第一运动位移点坐标是否大于或等于所述运动路径最大位移点坐标；
    若否，保存所述第一运动位移点坐标，并以所述第一运动位移点坐标为初始坐标，以所述当前运动位移为初始运动位移，返回所述在所述初始运动位移上添加预设微分弧长，得到当前运动位移的步骤；
    若是，则采用所保存的所有所述第一运动位移点坐标生成运动路径。
  7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算运动路径最大位移点坐标的步骤，包括：
    采用所述第二调谐参数计算所述运动路径最大位移点坐标。
  8. 一种离心摆运动路径生成装置，其特征在于，所述离心摆中心嵌套有转子，所述装置包括：
    获取模块，用于获取所述离心摆的运动路径中心与所述转子的转子中心；
    第一距离计算模块，用于计算所述转子中心与所述运动路径中心的第一距离；
    运动位移获取模块，用于获取多个运动位移；
    第一曲率计算模块，用于计算所述运动路径中心的第一曲率；
    第一调谐参数计算模块，用于计算每个所述运动位移的第一调谐参数；
    第二曲率计算模块，用于采用所述第一距离、所述运动位移、所述第一曲率和所述第一调谐参数，计算每个所述运动位移处的第二曲率；
    运动路径生成模块，用于采用所有所述运动位移和对应的第二曲率生成运动路径。
  9. 一种电子设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：
    所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
    所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-7任一项所述的离心摆运动路径生成方法。
  10. 一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-7任一项所述的离心摆运动路径生成方法。
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