自激振动

自激振动

原理简介

自激振动 self-excited oscillation 由静能源的能量产生的持续而稳定的周期振动[1]。在振幅小的期间，振动能量可平均地得到补充；在振幅增大期间，耗散的能量组成，被包含在振动系统中，此时补充的能量与耗散的能量达到平衡而接近一定振幅的振动。心脏的搏动、颤抖、性周期等一些在生物中所看到的周期现象，有许多是自激振动。

详细内容

自激振动系统为能把固定方向的运动变为往复运动（振动）的装置，它由三部分组成：①能源，用以供给自激振动中的能量消耗；②振动系统；

③具有反馈特性的控制和调节系统。

振动系统和控制系统间的联系,有纯机械的联系,也有力学的或物理特性的联系。分析自激振动时，必须研究这种联系和反馈过程，才能更好地了解自激振动的特性，提出改进措施。

自激振动的稳定状态由能量平衡确定，即从能源送入振动系统的能量等于系统所消耗的能量。在这一点上可分为两种情形：如果自激振动的频率是给定的，那么能量平衡的条件就确定自激振动的稳定振幅；如果自激振动的振幅是给定的，那么能量平衡的条件就确定自激振动的频率。

自激励分类

自激励分为软自激和硬自激两种。在前一种场合,系统从静止状态独立地起振。在后一种场合，为了激励系统，需要给予一定量的起始推力。

自激振动在许多情况下用到负阻的概念。这个概念和相位关系联系着。在普通情况下（正阻），电压与电流（或力与速度）同相。正阻是能量的消耗者。如果在系统的某一元件上发现电压与电流反相，那么这个元件就可能是振动的源泉，这个元件就是负阻。

自激振动系统分成近似正弦系统和张弛振动系统两类。第一类的特征是自激振动的波形近似于正弦曲线。第二类是显著的非正弦波形有时甚至

是断裂波形。在张弛系统里，阀的作用由储能器的两个能量值间的落差表达出来；在一个量值上阀打开，而在另一个量值上关闭。

对自激振动的实际研究必须解决两个基本问题：如果自激振动是需要的，就要研究如何得到所需频率，功率和波形的振动；如果自激振动是有害的，就要研究如何设法消除它。解决问题的关键在于相位关系和能量平衡。

参考书目

Α.Α.哈尔凯维奇著,司秀、刘羽译：《自振》,科学出版社,北京,1957。