转子——轴承系统振动的自校正控制

本文给出了一种新型的，用于转子－轴承系统振动的主动控制方案，其主要由可控径向油膜轴承和自校正调节器组成，可控径向轴承作为系统振动的控制元件，通过施加不同的油腔压力而在线地调整转子－轴承系统的动态特性，控制算法由在线参数辨识和基于多步自校正递推预报器的自校正控制器组成，通过测量系统的输入输出值，使转子系统的振动在最小方差意义下最小，仿真计算表明用用本控制方案可以使转子一轴承系统的振动有效地减小。     

利用可控挤压油膜阻尼器轴承(CSFDB)主动控制转子系统振动

本文以可控挤压油膜阻尼器轴承(CSFDB)为系统主控元件,运用最优控制理论,设计了柔性转子——支承系统振动的状态反馈控制方案,来主动控制系统稳态不平衡响应和突加不平衡响应。对模型转子仿真结果表明,该闭环控制对转子——支承系统的振动具有显著的抑制作用。因此,CSFDB代替SFDB可望成为航空发动机转子系统振动控制的主要部件。     

部分状态可测转子系统振动控制的随机最优策略

建立了受控柔性转子系统在随机激励下的状态空间模型.基于线性二次型高斯控制和Kalman-Bucy滤波器理论，提出了在不完全状态信息条件下，转子系统在白噪声和有色噪声激励下振动主动控制的随机最优策略.以一个双盘悬臂柔性转子 轴承系统为例，通过数值方法研究了在El.Centro地震激励作用下采用随机最优策略对转子 轴承系统进行振动主动控制的有效性，并讨论了在性能指标中不同权函数对控制效果的影响.结果表明，提出的随机最优控制策略能够有效抑制转子系统的振动，控制效果随着与位移和速度相关的权矩阵Q中对应元素的增大而变好，随着与控制相关的权矩阵R中对应元素的增大而变差.     

大时滞系统的自校正控制

本文针对大时滞与有界干扰系统，引进了一种对时滞补偿的自校正控制器，并将该方法用于球磨机的负荷控制。实验研究与运行表明了该方法是很有效的。     

主动混合轴承-转子运动轨迹的自校正控制

提出了动静压混合滑动轴承支承-转子运动轨迹的控制技术和方法,以期用于转子振动控制和非圆截面零件加工.通过调节主动节流器的参数,改变轴承油腔的压力、流量,影响轴承封油面上的压力分布,从而控制转子按预定轨迹运动.建立了轴承-转子系统的动力学模型,采用多变量自校正控制算法,在线辨识系统参数,以适应其非线性、参数未知特点.仿真结果表明,只要控制器参数选择得当,将能有效地抑制转子不平衡响应或外部同步激励力引起的振动,得到较好的转子期望轨迹.     

基于非线性动态特性的轴承–转子系统振动分析

随着空气静压主轴在超精密加工过程中的广泛应用,对主轴的运动精度的要求不断提高,如何准确预测和提高主轴运动精度是十分必要的。基于空气静压轴承的非线性动态特性,研究空气静压主轴的振动特性和预测模型,探索非线性动态特性分析对主轴回转精度的影响。首先,对空气静压径向轴承的动态特性进行分析,建立气膜动态流动模型,采用扰动法求解模型得到轴承的非线性动刚度与动阻尼系数。将空气静压轴承内的气膜作为弹簧阻尼系统建立轴承–转子系统,并通过动力学分析建立了轴承–转子的动态振动模型。将轴承的非线性动态特性参数引入振动模型,结合MATLAB对模型进行求解,得出了空气静压主轴径向跳动误差曲线、偏转误差曲线和径向总振动误差曲线,并通过FFT数据处理对振动进行频域分析。通过对比分析得到非线性分析对空气静压主轴径向振动误差的影响。最后,搭建了空气静压主轴径向回转误差测量试验台,得到主轴实时回转误差信号,实现轴承–转子系统的振动动力学模型分析的实验验证。从空气静压径向轴承的动态分析可以看出,轴承的动刚度和动阻尼均呈非线性变化,随着偏心率的增加动刚度不断增加,而动阻尼不断减小。从轴承–转子系统的振动分析可以看出：1）非线性分析对主轴偏角振动误差有明显影响,而对径向跳动误差的影响不明显,说明非线性分析主要通过影响主轴的偏角误差从而影响径向总误差。2）定值分析时偏角误差的最大振幅基本稳定,而非线性分析时偏角误差的最大振幅存在一个增加过程并最终趋于稳定,并且非线性分析时最大振幅明显大于定值分析时的振幅。3）在供气开始一段时间内,非线性分析与定值分析下的径向总误差基本一致,但随着时间的增加,非线性分析下的最大振幅大于定值分析下的最大振幅,说明开始供气时非线性分析对径向跳动误差和偏角误差没有造成明显影响,当供气稳定时非线性的动刚度与动阻尼会对主轴转子振动幅度产生明显影响。4）从频域上看,非线性分析最大振幅处的共振频率为964 Hz,定值分析最大振幅处共振频率为986 Hz,非线性分析使最大振幅处的共振频率有所下降。5） 非线性分析和定值分析在频率高于1 500 Hz时,转子的振幅变化都很小,说明频率大于1 500 Hz之后,转子振动比较稳定,此时气膜的振动频率与固有频率不容易发生共振。空气静压主轴回转误差实验的结果表明,基于非线性分析所得的主轴径向回转误差的误差率比定值分析所得主轴径向回转误差的误差率降低了1.43%～6.54%。因此,将空气静压径向轴承内气膜作为弹簧阻尼系统施加于转子之上可以实现轴承–转子系统的耦合振动分析,轴承非线性动态特征参数的引入实现了轴承动态性能对主轴动态振动的影响,通过基于非线性动态特性的轴承–转子系统的振动分析可以更加准确地研究和预测空气静压主轴的径向振动误差。     

基础柔性的转子系统振动模态分析

目的 研究温度变化对基础柔性的双盘非对称转子系统振动模态的影响,为今后进一步研究转子系统的不平衡响应、碰摩故障分析、分叉与混沌行为和稳定性等动力学特征提供重要的基础性工作.方法 利用有限元分析基本理论,建立转子系统的有限元模型,采用ANSYS弹线性结构分析软件,来分析转子系统的振动模态.结果 结果表明,温度对转子系统的固有频率有一定的影响,各阶固有频率随温度的升高而降低;固有频率越大,温度越高,温度对转子系统固有频率的影响就越大;转子系统的1～8低阶振动模态主要是转轴的弯曲振动,9阶以上模态主要是转轴的弯曲振动和基础的弯扭组合振动的耦合;当温度超过600℃时,3～4阶、6～7阶和高于8阶固有频率频段内固有频率的相对降低程度变化较大.结论 温度对转子系统固有频率的影响在温度变化较高的情况下不可忽略,基础柔性主要对高阶振动模态有影响.     

基于线性矩阵不等式的转子系统振动主动控制

建立了转子系统的状态空间模型.在不平衡等外界干扰的作用下，为了抑制转子系统的瞬态振动和使转子系统具有鲁棒性，基于线性矩阵不等式设计了H₂、H_∞和H₂/H_∞混合状态反馈控制律.以一个简单的悬臂转子系统为例，验证了H2/H∞混合控制在转子系统振动控制中的可行性和有效性，分析了转子系统在H₂/H_∞混合控制作用下的频域和时域特性.结果表明，H2/H∞混合控制策略有效地抑制了转子系统的瞬态振动，使系统具有较强的鲁棒性，改善了转子系统的频域和时域特性     

地震激励下基于LMI的转子系统振动主动控制

为了抑制随机激励作用下转子系统的瞬态振动并使转子系统具有鲁棒性,基于线性矩阵不等式（LMI）,为地震激励作用下转子系统的振动主动控制设计了H2、H∞和H2/H∞混合状态反馈控制律．通过Matlab的LMI工具箱对地震激励作用下转子系统的振动主动控制进行了研究,分析了非平稳El Centro地震激励作用下转子系统在H2/H∞混合控制作用下的频域和时域特性,验证了H2/H∞混合控制在转子系统振动控制中的可行性和有效性．结果表明,所提出的H2/H∞混合控制策略能有效抑制地震激励作用下转子系统的瞬态振动并使转子系统保持较强的鲁棒性能,转子系统的频域和时域特性得到了有效改善．     

水轮机调节系统模糊推理自校正PID控制

基于模糊数学理论设计了一种自校正PID调节器，可达到过程的自适应调节，实现调节器参数的实时优化，算法实现简单，实时性强，在水轮机调节系统仿真实验中，取得了满意的效果。     

模糊自适应整定PID控制系统

在模糊自适应整定PID控制器的基础上，利用模糊推理的方法，基于DSP实现对PID参数在线自动整定，并通过RS232与上位机监控软件通信．通过对实时反馈曲线的绘制与观测表明模糊自适应整定PID控制能使系统达到满意的控制效果，对进一步应用研究具有较大的参考价值．     

最优滑动平均滤波器及其在自校正控制中用于克服确定性干扰

从确定性干扰的内模观点导出了适用于线性随机受控对象的最优滑动滤波器。这使最小方差自校正控制器不仅能有效地克服各种可用线性齐次差分方程模型描述的确定性干扰(如阶跃式和正弦振荡式干扰等),而且还可很好地抑制系统中随机噪声的放大作用。从而,辨识精度和控制质量部得以改进(特别是在较强的有色噪声情况下)。     

船舶航向保持自校正控制

本文得出了船舶航向保持的附加推进能量损耗目标函数的完整形式.为减小舵机机构的磨损,又引入控制信号变化率的约束项,导出了一种船舶航向保持自校正控制的新算法,最后对控制算法进行了数学仿真研究.仿真结果表明新算法更适合于实际情况.     

复杂温度外场作用下转子系统振动特性研究

转子系统往往要在高转速、高温、高压等恶劣环境下工作,其受力情况非常复杂。以多自由度转子为研究对象,采用有限元法建立了考虑复杂外场作用下转子系统动力学模型。研究了该转子的振型、支承刚度对转子临界转速影响,并对考虑和忽略复杂温度外场作用下的转子系统不平衡响应进行了对比分析。结果表明：当考虑复杂温度外场作用时,转子系统的响应振幅明显增大。随着启动时间的增加,该转子的各结点振幅均逐渐增大,当启动时间超过15s时,幅值增长几乎呈线性变化。     

发动机主动隔振系统模糊控制

介绍了厚型压电陶瓷作动器与被动悬置串联组成的汽车发动机主动悬置系统,分析了隔振系统的数学模型,采用参数自整定的模糊PID控制方法对系统进行了仿真研究,为实现汽车发动机振动主动控制提供了理论依据和具体实施方法.     

可控径向轴承中引入流体阻尼改善转子系统稳定性的研究

本文将流体阻尼技术引入在线调整转子—轴承系统动态特性的新型可控径向轴承中。着重研究了阻尼器及其几何参数对控制转子系统自激振荡的影响。文章给出了系统工作原理和描述系统动态特性的非线性数学模型。数值仿真试验表明：引入流体阻尼技术后，可控径向轴承能在较低的控制压力下有效地改善转子—轴承系统的稳定性；并且在确定的外部条件下，存在一组减少或消除自激振荡的最佳阻尼器参数。     

时变滞后系统的一种自校正模糊控制

普通模糊控制不能对时变滞后系统进行有效控制，甚至使系统失去稳定。分析了其控制品质变差的原因，在W.L.Bialkowski1983年提出的混合模糊PID控制器的基础上，提出了一种具有前馈控制的自校正混合模糊PID控制器，经MATLAB仿真验证，该算法具有良好的控制品质，适应对象参数大范围变化的时滞系统，且易于工程实现。     

轴承标高对多跨轴系振动及稳定性的影响

采用传递矩阵法计算了轴承标高变化对多跨轴系各轴承负荷分析，动特性系数、临界转速、不平衡响应及稳定性的影响，计算结果表明轴表标高对轴系振动及稳定性均有一定影响，对于稳定性不足的轴承需监测其标高变化。     

地形跟随系统中的自校正阵风减缓控制

本文对隐式多维极点配置广义最小方差自校正控制在地形跟随系统中的应用进行了研究。所采用的算法结构，可以满足飞机跟踪精度的要求，克服了选取加权因子的困难。并且，选取独立于加权因子的参数来实现在线调整加权因子，使闭环极点能够迅速地处于期望的位置上。仿真结果表明，系统的动态性能符合要求，跟踪误差也在允许的范围之内。