基于PD控制的电磁轴承-转子系统非线性振动研究

针对比例-微分控制(proportional-derivative, PD)控制下轴向电磁轴承-转子系统，运用多尺度法详细研究了控制器比例增益、微分增益以及扰动力对系统软硬弹簧特性的影响，并根据骨架线方程推导出判别软硬弹簧特性的条件；使用四阶Runge-Kutta法探究转子非线性振动及分岔。研究结果表明：扰动力对软硬弹簧特性没有影响；无量纲比例增益K_p增大时系统会在软弹簧与硬弹簧特性之间切换，K_p>2时表现为软弹簧特性；微分增益较大时幅频特性曲线发生分裂，稳态解不再具有多值现象；随着扰动频率的增加，发生二次Hopf分岔，转子振动由周期-1变为拟周期振动，拟周期情况下振动形式为拍振，在基频f₀附近存在相近的频率f₀±f_b。