《浙大博士-——主动电磁轴承--转子系统振动控制技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙大博士-——主动电磁轴承--转子系统振动控制技术（187页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、论文作者签名：指导教师签名：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席： 黄进一委员1： 汪么褪委员2： 室!j送直委员3： 隆田生委员4： 袒长生委员5：答辩日期：Vibration Control inAuthorS signature：一 oSupervisor7 S signature：External Reviewers：Examining Committee Chairperson：Examining Committee Members：Date of oral defence：l浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及
2、取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝鎏盘堂 有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝鎏盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：
3、 导师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日浙江大学博士学位论文 致 谢致 谢值此论文脱稿之际，首先向我的导师祝长生教授致以最诚挚、崇高的敬意。恩师严谨的学术作风、敏锐的洞察思维以及独特的人格魅力使我受益颇深。在这三年半的博士学-j和研究中，恩师给了我很大的自由发挥空间。在恩师无私地支持和悉心地教诲下，使我在主动电磁轴承研究领域有了深刻认识和初步的研究成果。在此论文的成文过程中，感谢恩师不以学生愚钝为忤，予以无私的教诲，倾注了导师大量的心血，在论文的每一章节无不凝聚了导师的学识、智慧和经验。在今后的人生道路上，我会铭记恩师教给我的知识和为人处世的态度，继续执着和延续浙江大学严谨的
4、学术风气，实事求是的科研作风。至此，再次向思师表示我最真挚最崇高的敬意。在实验室的科研学-j中，感谢在读博士生：张海军、周丹、钟志贤、唐明、王萌、乔晓利、陈亮亮，在读硕士生：王玎、程文星、符嘉靖、章琦，已毕业研究生：陈清龙、李跃溪、田占元、左彬，他们给了我很大的帮助。在一起学-j、共同生活的过程中，我收获了很多，得到了很多。光阴似箭，三年半的时光终身难忘，祝愿友谊长存。感谢学院电机实验室卢惠芬老师和孟小蓬老师对我研究实验的支持和帮助。这里要非常感谢我的家人，包括我的岳父、岳母和父母，他们给了我莫大的精神支持和经济支持。特别要感谢我的妻子许真知女士，她时时给我鼓励，时时给我鞭策，使我积极面对曾经
5、的低潮和困境，一步一步脚踏实地地走到今天。还要感谢我读博期间出生的女儿，为我枯燥的博士科研生活带来一丝轻松和愉悦。最后，再次感谢恩师祝长生教授和母校浙江大学。蒋科坚二。一一年三月于求是园浙江大学博士学位论文 摘 要摘 要高速化和轻量化是旋转机械设计的发展方向，来自旋转机械自身或外部的振动干扰是影响转子旋转精度和旋转平稳性的主要因素。主动电磁轴承不仅能为转子提供无接触的悬浮支承，使转子达到传统机械轴承难以达到的高转速，而且还能通过控制策略的设计，对转子施加主动电磁力，实现转子振动的在线主动控制。主动电磁轴承是目前唯一在工业中得到实际应用的转子振动主动控制元件。本文旨在对基于主动电磁轴承转子系统的
6、振动主动控制技术进行研究。首先，从电磁轴承电磁力的特性入手，着重分析了电磁轴承支承的转子系统和传统轴承支承的转子系统在动态特性上异同，提出了在未知控制系统传递函数情况下，电磁轴承等效刚度和等效阻尼的实验测量方法，并分析了电磁轴承控制参数对支承特性的影响。对于电磁轴承一刚性转子系统不平衡振动的主动控制，本文按控制目标把转子不平衡控制分为自动平衡和不平衡补偿，着重分析两种控制的内在联系与区别，设计了一种统一的基于不平衡识别的不平衡控制方法，无需改变控制器的内部算法，只要通过改变控制器在控制回路中的不同连接形式，就可以灵活实现对电磁轴承一刚性转子系统的自动平衡控制与不平衡补偿控制。并针对变转速的应用
7、场合，提出了对转子质心位置识别的改进算法，使得控制算法对转速变化不敏感。对于转子系统的多频振动，提出了基于自适应滤波器和频域快速块LMS(FBLMS)算法的控制方法，不仅解决了多频振动中各个频率成分的抑制收敛速度不一致的问题，而且无论振动干扰频率成分的多少，算法计算复杂度没有变化。针对基础激励，提出了以基础振动加速度信号为参考信号的自适应抑制方法，有效地抑制了由基础平稳激励引起的转子振动响应，分析了滤波器阶数及传感器测量噪声对基础激励响应控制效果的影响。针对抑制转子陀螺效应的影响，从分析陀螺效应的形成机理入手，对交叉解耦方法中的交叉补偿量进行了分析，结果表明控制系统时滞造成了交叉解耦方法在高转
8、速条件下对陀螺效应抑制的局限性。本文利用了传统转子动力学分析中的有限元法和电磁轴承的电磁支承力表达式，建立了基于有限元法的电磁轴承一柔性转子系统的动力学模型。该模型可以方便的实现考虑电磁轴承一转子系统中电磁力作用位置和位移传感器位置不一致，以及支承力计算不依赖刚度阻尼参数的特殊控制策略的仿真。基于该模型，分析了电磁轴承的支承特性对某柔性转子系统前四阶临界转速分布和动力特性的影响。针对电磁轴承一柔性转子系统不平衡振动的主动控制，提出了以电磁轴承的电磁力及转子系统的振动混合权值为目标函数的最优控制方案。该方法不仅可以按权重比例调节各个节点的振动，实现柔性转子系统整体振动抑制的最优控制，而且可以根据
9、电磁轴承所能提供最大电磁力的限制，实现电磁力与转子系统振动之间的权重比例调节。其目的是在电磁轴承已经给定条件下，依靠有限的电磁力使柔性转子顺利地越过临界转速，实现转子的超临界运行。关键字：主动电磁轴承振动主动控制、支承特性、刚性转子、柔性转子lI浙江大学博士学位论文 AbstractAbstractTo increase the rotor speed and tO decrease the rotor weight are the design aim for therotating machineryne rotor vibration is the main disturbance so
10、urce which Call underminethe rotor rotating precision and stabilitynle active magnetic bearing(AMB)call not onlyprovide the contactless supporting for the rotor and ensure the rotor rotating in such hi曲speed which is difficult to be achieved by the traditional mechanical bearing，but also applythe re
11、al-time active electromagnetic force to control the rotor vibration by means of thecertain control strategy111e AMBs is the unique control implement for the realtime rotorvibration control in the current industry applicationIn this paper,the technology of the activevibration contol based on the AMBr
12、otor system is presentedFirstly,according to the analysis for the supporting characteristic of AMBs，thedifference between the traditional mechanical bearing and the active magnetic bearing ispresentedA method is proposed，which Can measure the equivalent stiffness and theequivalent damping without re
13、gard tO the transfer function of the control systemBy thismethod，the analyses are presented for the influence of the control parameters on the AMBSsupporting characteristicFor the different vibration forms and vibration SOurCeS in the AMB-rigid rotor system，some methods for the vibration control are
14、 proposedA uniform control method based on theidentification of the rotor unbalance force for the rotor imbalance vibration is proposed，whichCan realize the automation balancing or the imbalance compensation only by switching thecontroller junction position in the control loop and its control algori
15、thm does not need anymodificationFurthermore，the control algorithm is improved to identify the position of therotor unbalance mass，so that the control algorithm has less regard for the rotor rotating speedTo suppress the multifrequency rotor vibration,the method based on an adaptivefiniteduration im
16、pulse response(FIR)filter is presented with the Fast Block Least MeanSquare(FBLMS)algorithmBy FBLMS algorithm，regardless of the number of the consideredfrequency components in the vibration disturbance，the computational complexity would beinvariableAn adaptive method is proposed for suppressing response of AMB-rotor systemagainst stationary base vibrationAccording tO the theory of the rotor gyroscopic effect，thecalcu
