基于磁懸浮轉子動態(tài)特性的設計研究.pdf

1、磁力軸承作為目前可應用于工程實際、且能夠?qū)嵤┲鲃涌刂频闹С胁考?，具有一般傳統(tǒng)軸承和支承技術所無法比擬的優(yōu)點，目前己在各個領域的高速旋轉機械中開始應用。雖然磁力軸承的基礎理論已經(jīng)取得了豐碩的成果，也有成功實例，但樣機在實驗時實際穩(wěn)定轉速達不到設計工作轉速，且在高速運行狀態(tài)下穩(wěn)定性差等問題，己經(jīng)嚴重制約了該技術的推廣應用。本文的主要工作內(nèi)容就是針對磁懸浮轉子的動態(tài)特性，解決在磁力軸承支承條件下轉子系統(tǒng)的臨界轉速分析和控制問題。

2、本文首先利用傳統(tǒng)轉子動力學的研究方法及有關理論，引入控制參數(shù)，建立了主動彈性支承的剛性轉子動力學模型，分別建立了PD和PID控制下的動力學模型，證明了剛性轉子模態(tài)的存在，分析了各控制參數(shù)對剛性轉子臨界轉速的影響，并證明了積分參數(shù)不影響理想PID控制剛性模態(tài)，由此可以通過改變控制器的控制參數(shù)來改變低階臨界轉速的值。 將轉子看成是具有多質(zhì)點的柔性轉子模型，并把磁力軸承的復剛度裝配到支承單元的傳遞矩陣中，建立起磁懸浮柔性轉子系統(tǒng)模型。

3、用Riccati傳遞矩陣法計算了磁懸浮轉子系統(tǒng)的臨界轉速和穩(wěn)定性。并和實驗比較進行了分析。 引入PI/PD控制，進行了穩(wěn)定性和準確性優(yōu)化分析，并利用根軌跡圖來確定微分常數(shù)、積分常數(shù)和積分增益的大小；進行了理論和實際的剛性轉子動態(tài)特性仿真的分析，并進行了瞬態(tài)分析、諧波輸入分析及擾動分析；利用凹陷濾波進行了磁懸浮剛性轉子不平衡補償?shù)姆抡娣治觥?通過以上研究，為磁懸浮轉子技術的建模、動態(tài)特性及優(yōu)化的深入研究做了一些探討性的工作