转子系统鲁棒控制计算机仿真

本文是以H∞次优控制器的状态方程为依据建立控制器仿真模型，结合算例利用MATLAB编程计算单盘转子系统的状态方程和控制器状态方程，建立转子系统标准H∞控制仿真模型。模拟单盘转子在不平衡力的作用下，通过临界转速时的振动控制情况，从仿真分析可知鲁棒控制器对建模中的转子系统振动有很好的控制作用。     

螺旋桨-轴系-艇体耦合系统振动控制分析与试验

针对螺旋桨非定常激励力经由推进轴系激励艇体结构从而诱发辐射噪声问题,提出一种轴系纵向振动主动控制方法,将纵振控制器对称安装于推力轴承座上,通过反馈控制抑制轴承座振动。对螺旋桨-轴系-艇体耦合系统进行振动建模、控制和声辐射仿真分析,结果表明由纵向激励引起的艇体振动和辐射噪声能够得到抑制。为验证纵振控制器效果,在推进轴系试验台上进行试验验证,结果表明主动控制能够有效抑制推力轴承基座的纵向振动。     

转子动力系统时滞H^∞控制

针对转子系统振动控制中的时滞现象，研究了时滞Ｈ∞控制。首先对线性转子系统设计时滞Ｈ∞控制器，并对可控挤压油膜阻尼器（ＣＳＦＤＢ）转子系统，用ＣＳＦＤＢ产生的非线性油膜力逼近线性转子系统的控制力，实现ＣＳＦＤＢ转子系统振动主动控制。数值仿真表明：时滞Ｈ∞控制器能较好地控制转子系统的不平衡响应，且较之无时滞Ｈ∞控制器使转子不平衡响应衰减更快。     

谐波干扰作用下柔性结构振动的增益调度H∞控制

针对柔性结构受到随系统运行工况的变化而改变频率的谐波干扰作用下的振动控制问题，提出了一种新的增益调度H∞控制器设计方案，首先，对谐波干扰信号建模，并将该模型与系统结构模型结合形成广义模型，然后，选取二次性能指标将谐波干扰作用下振动抑制问题转换为标准的H∞控制器设计问题，最后，采用增益调度技术对典型谐波频率所设计H∞控制器的输出进行模糊加权插值，从而获得随谐波干扰频率变化的控制器输出，通过与LQC和一般的H∞控制器进行数值的仿真比较，验证了方法的有效性。     

空气弹簧隔振器主动控制的鲁棒控制方法研究

在实际工程中，任何系统都无法避免各种不确定性因素，鲁棒控制能够较好地解决这类具有各种不确定性系统的控制问题。主要针对空气弹簧主动隔振系统存在的模型不确定问题，采用H∞控制方法设计隔振系统的控制器。仿真结果证明，系统存在一定程度的不确定性时，和常规PID控制器相比，H∞鲁棒控制器能够使闭环系统仍保持稳定，并且仍能改善被动隔振特性。     

混合动力挖掘机轴系扭振的主动控制仿真

为研究混合动力挖掘机轴系扭振并尽可能消除其影响,分析动力轴系扭振的原因,提出对轴系主动控制的方法。在三自由度系统Lagrange函数和耗散函数中引入电动机的气隙磁场能,得到动力轴系和异步电机的机电耦合数学模型,建立基于AME Sim-Simulink的多动力源复杂轴系扭振仿真模型;以电机转矩为控制变量,以液压泵负载为干扰量,以扭振最小为控制目标,应用2阶模糊PID控制分别对阶跃负载和6 t混合动力挖掘机实际工况负载进行仿真计算。通过分别对比控制前后轴系转动速度、扭振情况以及扭转角大小,可以看到采用主动控制方式可以使轴系转动速度密切跟踪给定转速曲线,同时显著减小轴系扭转振动,降低扭转角的波动,快速达到稳定状态,结果表明通过模糊PID进行主动控制可以有效地改善混合动力系统轴系扭振情况。     

汽轮发电机组轴系扭振冲击和共振响应的主动控制

在多级阶梯轴系扭振弹性波解析分析的基础上 ,建立了一般转子轴系扭振主动控制的理论模型 ,提出了一种适合工程应用的转子轴系扭振主动控制方法 ,并以总扭振能最小为控制目标 ,对一台 30 0 MW汽轮发电机组轴系在多种激励下的扭振响应及其主动控制特性进行了计算机模拟 ,还利用扭振模拟实验台对轴系出现共振时的扭振稳态响应及其主动减振效果进行了考核     

火电厂机组轴系扭振监测系统

转子作为汽轮机中的主要工作部件，承担着将蒸汽热能转化为机械能的重要任务，受力情况复杂。转子的扭转振动监测关系到汽轮机安全可靠的工作和具有较长的使用寿命。因此，准确地测量振动频率和振幅，对电站汽轮机轴系扭转疲劳故障的安全监测与诊断提供重要信息。本文设计基于间断相位法的非接触式扭振监测系统，采用阶次分析技术解决转子在变速过程中频谱模糊的分析问题。     

负载激励下采煤机永磁电机转子系统弯扭耦合振动分析

为分析不同负载激励对电机转子-轴承系统弯扭耦合振动特性的影响,以采煤机永磁电机转子系统为例建立电磁激励下的电机转子-轴承系统,并将负载激励考虑到偏心转子模型中。利用Lagrange方程推导了负载激励条件下转子系统的弯扭耦合动力学方程并基于Runge-Kutta法进行数值仿真,重点分析了不同负载激励下电机转子系统的弯扭耦合振动特性。仿真结果表明,负载激励会加剧转子偏心程度,但对转子弯曲振动的频率响应影响较小,振动响应主要由转频分量决定;而负载扰动对转子系统扭转振动响应具有不同的效果,不仅在扭振响应中激发出相应的频率成分形成多周期运动,还会明显增加扭振角幅值(0.001 rad),振动响应主要由扰动频率和二倍转频分量决定。此外,负载激励中的低频成分将激发出较大的扭转振动响应(0.03 rad),加速传动系统的疲劳损坏,影响转子系统的安全稳定运行。研究结果可为采煤机转子系统主动减振策略研究提供参考。     

参数不确定电梯机械系统振动的H_∞鲁棒控制

本文在阐述参数不确定性系统的鲁棒稳定及其控制器设计问题基础上 ,讨论应用H∞ 控制理论同时考虑鲁棒稳定与干扰抑制问题的控制器设计。最后考虑模型参数不确定性电梯系统振动的H∞ 鲁棒控制。数值仿真结果表明 ,控制算法是有效的 ,控制效果是明显的     

挠曲轴系横向振动计算及分析

根据某近海拖轮的推进系统,将其轴系进行分析和简化,利用有限元软件ANSYS分别建立正常轴系和挠曲轴系横向振动的计算模型,对轴系的固有频率变化进行分析。通过数值模拟,研究轴系发生弯曲的情况下,轴系的弯曲变形对固有频率的影响。发现挠曲轴系固有频率的大小比正常轴系的固有频率要小,而且随着振动阶数的上升而明显减小。对于其他边界条件的轴来说,也具有相同的性质。这对船舶设计以及航行的安全性具有一定的指导意义。     

摩擦力作用下推进轴系弯—扭耦合振动特性分析

推进轴系的艉轴承负荷受螺旋桨、轴系对中等因素影响,不合理设计或安装可能导致轴承润滑不良,使轴颈与橡胶轴承间容易存在“粘着—滑动”状态,进而导致轴系的弯曲、扭转振动异常。通过简化的推进轴系模型,从机理上分析轴系在艉部橡胶轴承摩擦力作用下的弯-扭耦合振动特性及其主要影响因素,为识别轴系异常振动和噪声提供参考。     

机动飞行时直升机尾传动轴的横向振动建模与特性

提出了直升机空间机动飞行及尾传动轴运动位姿的一种描述方法,建立了相关坐标系。基于扩展哈密顿原理,建立了直升机空间机动飞行下尾斜轴横向弯曲振动的动力学模型,并利用伽辽金法将偏微分方程转化为常微分方程。水平传动轴可以当作尾斜轴的一种特例,通过一坐标变换矩阵即可将尾斜轴的动力学方程变换为水平传动轴的动力学方程。分析了直升机空间机动飞行对尾传动轴横向弯曲振动特性的影响。结果表明：直升机的机动飞行会对尾传动轴的横向弯曲振动产生附加的刚度效应、阻尼效应和激励效应,使得传动轴轨迹中心的位置和运动轨道的大小发生改变。     

轴弯曲故障特征分析

本文根据旋转机械经常发生的三类轴弯曲故障即初始弯曲、一般热弯曲和摩擦热弯曲故障,着重对由初始轴弯曲和摩擦热弯曲引起的振动响应进行了理论推导和特征分析。结合所做实验和现场汽轮机轴弯曲故障情况,得出轴弯曲故障的一些特征,为防止和诊断这种故障提供参考的方法和依据。     

轴系的回旋运动对船舶噪声的影响

船舶的螺旋桨和推进轴组成的轴系在航行时将产生回旋运动。当回旋运动的角频率与轴系的弯曲振动的固有频率吻合时，能产生高能量的噪声辐射。依据工程实例阐述并证实了这一现象。最后，据此对船舶轴系的设计提出一些参考建议。     

固定式导管架平台的H2振动控制技术研究

基于H2控制原理，研究了在无法获得海洋平台精确数学模型时仍能实施有效控制的振动控制技术。通过采用一滤波器来近似随机波浪力的设计方法，解决了将H2控制原理应用于海洋平台振动控制中非高斯白噪声的输入问题。此外，为了更清晰地描述海洋平台所具有的不确定性，在建立其数学模型时，将模拟随机波浪力的噪声与模型噪声分开表示。以一典型的固定式导管架平台为数值算例，研究了该控制方法对固定式导管架平台振动的控制效果，并对系统的不确定性进行了敏感性分析。仿真结果表明，该控制方法对固定式导管架平台在随机波浪荷载作用下出现超大振动的控制是有效的，并具有一定的鲁棒性能。     

旋转复合材料薄壁轴的不平衡非线性弯曲振动

研究几何非线性复合材料薄壁轴在偏心激励作用下的非线性振动特性。在轴的应变位移关系中引入Von Kármán几何非线性,基于Hamilton原理和变分渐进法(VAM)导出复合材料传动轴的拉-弯-扭耦合非线性振动偏微分方程组。为了着重研究轴的横向弯曲非线性振动特性,在上述模型中忽略轴向变形和扭转变形,得到轴的横向弯曲非线性振动偏微分方程,其中考虑了黏滞外阻和内阻的影响。采用Galerkin法,将偏微分方程转离散化为常微分方程,在此基础上利用四阶Runge-Kutta法对常微分方程组进行数值模拟,获得位移时间响应图、相平面图和功率谱图,研究了外阻、内组、偏心距和转速对非线性振动响应的影响,发现旋转复合材料薄壁轴存在混沌运动。     

齿轮箱典型故障振动特征与诊断策略

准确地提取各种典型故障的特征是进行齿轮箱故障故障诊断的关键。通过大量的实验,对齿轮箱中的齿形误差、齿轮均匀磨损、箱体共振、轴轻度弯曲、断齿、轴不平衡、轴严重弯曲、轴向窜动、轴承疲劳剥落和点蚀等九种典型故障进行分析,总结其振动信号的时频域特征,并在此基础上提出采用基于建档案的两时域（原始时域和包络时域）三频域（频谱、细化谱、解调谱）的诊断方法,为齿轮箱智能诊断系统的研制打下良好的基础。     

船舶推进轴系变结构控制

以船舶主推进轴系为研究对象,在变结构控制理论和设计方法的基础上,对主推进轴系的变结构控制方法进行研究。考虑到推进轴系在螺旋桨处的位移响应最大,在螺旋桨部位设置主动控制作动器,对推进轴系进行振动控制,并以主推进系统的弹性体动力学模型为基础,建立系统的变结构控制方法。采用单位向量控制形式的最终滑动模态控制器,并采用二次型最优控制理论设计最终滑动模态的切换函数。最后以一个带有六个弹性支撑的推进轴为例进行仿真计算。实例分析指出:变结构控制对于推进轴系的振动控制具有显著的效果。