电磁轴承支承柔性转子模型测试与辨识

电磁轴承具有无摩擦、不需润滑、可长时间高速运行等优点,广泛应用于高速旋转机械、特殊工作环境旋转机械等领域。电磁轴承系统的数学模型对于系统分析和控制器设计具有重要意义,但受各种因素影响,计算模型误差较大,往往不能满足设计调试要求。因此,现场测试是获取系统模型的重要手段。提出一种电磁轴承支承的柔性转子的测试与建模方法,该方法通过正弦扫描试验获取闭环系统频响模型,通过变换得到开环频响模型,然后通过辨识得到转子传递函数模型,并在实际系统上验证了提出的方法。     

转子──电磁轴承系统性能研究

本文介绍了电磁轴承的特性及其研究发展状况，给出了五自由度电磁轴承──转子系统模型，阐述了使转子稳定悬浮和运转的基本控制规律，分析了转子在电磁轴承中运转特性，并给出了转子稳定运转的实验记录曲线。     

基础平动激励下的电磁轴承柔性转子系统振动控制研究

针对基础激励会导致转子碰撞保护轴承,甚至引起系统失稳的问题,对电磁轴承柔性转子系统在基础平动激励条件下的振动位移响应特性及其控制进行了研究.首先,在基础坐标系中建立了电磁轴承柔性转子系统的运动方程;然后,以基础加速度为输入信号和LMS变步长算法设计了自适应控制器,根据位移差值自适应调节其输出信号,抑制了系统在该种扰动下...     

磁悬浮轴承-柔性转子系统的结构设计

简述了磁悬浮轴承柔性转子的发展进程,分析磁悬浮轴承-柔性转子系统的结构及工作原理,从理论上把转轴设计成细长的柔性转子,并从结构上设计了一台磁悬浮轴承-柔性转子系统试验装置。     

高速电磁轴承转子轴的设计研究

对高速电磁轴承转子轴中的转子设计、转子轴材料选择和转子与轴的过盈配合设计进行了研究,并给出了设计实例,结果达到了工程设计要求。     

电磁轴承柔性转子系统动态响应分析

给出了基于多输入多输出(M IMO)系统建模方法的电磁轴承柔性转子系统动态响应优化算法,通过数值仿真实例搜索得到系统最佳工作点。对电磁轴承柔性转子系统动态响应为目标函数的寻优规划的凸凹性进行了判定,对寻优结果作了鲁棒性分析,据此对寻优结果的可靠性给出了定量结论。计算与分析结果表明:电磁轴承柔性转子系统动态响应寻优规划为非凸规划,通过本文提出的优化仿真方法得到的系统最佳工作点为局部最优解且逼近全局最优解。     

基于电磁轴承支承的转子系统动力学分析

以电磁轴承-转子系统的动力学理论研究为主要目的,在经典PID控制理论下,对转子系统进行柔性分析,得出系统的动力学方程;通过实验调试得到一组PID参数,代入上述系统进行分析运算,可求得转子的临界转速、对数衰减率以及振动模态振型等,并对理论分析结果进行实验验证和对比分析。     

主动电磁轴承转子系统振动模态的分析研究

概要介绍了电磁轴承支承下多质点柔性转子振动模态计算分析方法 ,对一套低温制氧高速透平膨胀机的电磁轴承转子系统的振动模态进行了分析 ,阐述了电磁轴承转子系统振动模态与传统油膜轴承转子系统振动模态的不同之处 ,指出了振动模态分析对电磁轴承系统传感器安装位置设计的重要性 ,及传感器安装位置的设计原则。     

主动电磁轴承失效后转子坠落在备用轴承过程中的非线性动力学

用有限元法建立了任意个由滚动轴承组成的固定间隙备用轴承-主动电磁轴承-多盘多质量转子系统在主动电磁轴承失效前后的动力学方程,以一个多盘转子系统为例分析了主动电磁轴承失效后转子坠落在备用轴承过程中的瞬态非线性动力学特性,讨论了柔性备用轴承的支撑刚度、支撑阻尼和间隙对转子在坠落过程中动力特性的影响。结果表明采用具有较大阻尼柔性结构的备用轴承能够显著地改善转子坠落在备用轴承上的瞬态动力特性,抑制转子在坠落过程中可能出现具有较大振动和冲击力的全间隙区的涡动运动,减小转子坠落对备用轴承寿命和可靠性的影响。柔性结构备用轴承的支撑阻尼越大,支撑刚度越小,间隙越大,转子坠落后出现全间隙区涡动运动的可能性越小。     

计算挠性转子动平衡量的摄动最小二乘法

给出影响系数法平衡挠性转子及其轴系时一种平衡量的计算方法——摄动最小二乘法,该方法既可以有效抑制测振点最大残余振动,又可以维持整体残余振动较小即各测振点的残余振动平方和最接近最小二乘法的水平。通过算例将该方法与目前常用的最小二乘法、加权最小二乘法和极小化最大残振法进行比较,结果表明,摄动最小二乘法是对最小二乘法的有效修正,在一些场合可以取得比加权最小二乘法和极小化最大残振法更好的平衡效果。     

基于结构动态特性的磁力轴承转子系统的设计

分析了径向磁力轴承动力学特性,计算了磁力轴承的刚度系数和阻尼系数。在此基础上,对磁力轴承的转子结构动态特性进行了有限元分析。提出了基于结构动态特性的磁力轴承转子控制系统的设计方法。     

强非线性条件下的磁轴承高速电动机

为解决磁轴承高速电动机转子中,永磁电动机磁偏拉力与转子残余不平衡导致的磁轴承电磁力非线性问题,实现转子高速稳定运行,采用全局线性化方法对电磁力进行线性化;同时,改进控制器的设计,使用增益调度方法实现转子平稳通过刚性临界转速,并通过有效降低控制器在转子工作频率附近的增益,使转子在高速下能近似围绕质量中心转动,避免电磁力的饱和。最终实现了强非线性条件下磁轴承电动机的高速稳定运行。     

磁悬浮飞轮陀螺力学与控制原理

通过对磁悬浮飞轮陀螺力学进行研究,并分析电磁力对转子章动、进动特性的影响,将磁轴承电磁力对飞轮转子的作用分成四种基本支承成分,分别讨论它们对转子章动与进动稳定性的不同影响.控制器可通过调整四种基本成分在总的电磁力中的比重,改变转子章动、进动的阻尼特性,实现转子的高速稳定运行.基于这些分析,总结出磁悬浮飞轮控制器设计的基本原则.该原则为高速下磁悬浮飞轮转子系统控制器的设计指明方向.     

电磁轴承系统实现自动平衡的一种新方法

提出并论证电磁轴承系统中实现自动平衡的一种新方法 ,它将转子不平衡产生的效应等效为加入功率放大器信号输入端的干扰电压矢量。通过在功放信号输入端加入与转速同频且幅值和相位适当的电压旋转矢量 ,抵消转子不平衡产生的效应 ,从而使转子绕惯性轴旋转。试验表明提出的方法效果显著 ,简单实用     

径向电磁轴承气隙磁阻近似计算方法分析宰

利用同一个径向电磁轴承模型,将线性近似计算、积分型计算与有限元计算三种方法进行比较,结果表明积分型计算方法是有效的,尤其在工作间隙相对比较小时,积分型方法计算磁阻所产生的相对误差明显小于近似计算所产生的相对误差.此外,从绝对误差和相对误差两个方面分析线性近似计算气隙磁阻的精度,并给出具有三阶代数精度的磁阻计算公式.积分型计算磁阻的方法不但提高等效磁路分析精度,同时还为磁浮系统的分析提供一种微元化方法.     

Optimal balancing of flexible rotors by minimizing the condition number of influence coefficients

The Hermitian matrix of influence coefficients is one indicator of a balancing experiment’s overall effectiveness. The condition number of this matrix is determined by the sensor locations and balancing planes selected for the balancing procedure. In this research, we use finite element analysis to simulate the balancing of flexible rotor-bearing systems under various arrangements of sensors and planes. The condition number turns out to be inversely related to the accuracy of the balancing and directly related to the sum of correction masses; in other words, the accuracy and efficiency of rotor balancing can be improved by selecting sensor locations and balancing planes which reduce the condition number. This result is validated by experimental measurements of a physical rotor system.     

用三维边界元法分析曲轴加油孔的应力集中

采用分阶段计算方法，对柴油机曲轴的加油孔进行三维边界元分析，得到了孔内应力分布规律。     

THEORETICAL ANALYSIS OF COORDINATES MEASUREMENT BY FLEXIBLE 3D MEASURING SYSTEM

The system mathematical model of flexible 3D measuring system is built by theoretical analysis,and the theoretical formula for measuring space point coordinate is also derived. Frog-jumping based coordinate transform method is put forward in order to solve measuring problem for large size parts. The frog-jumping method is discussed,and the coordinate transform mathematical model is method of the space point coordinate compared to original value,and an advanced method is provided. Form the space point coordinate transform formula can derive the calculation measuring method for measuring large size parts.