基于磁懸浮轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)特性的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、磁力軸承作為目前可應(yīng)用于工程實(shí)際、且能夠?qū)嵤┲鲃?dòng)控制的支承部件之一，具有一般傳統(tǒng)軸承和支承技術(shù)所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，目前己在各個(gè)領(lǐng)域的高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械中開始應(yīng)用。雖然磁力軸承的基礎(chǔ)理論已經(jīng)取得了豐碩的成果，也有成功實(shí)例，但樣機(jī)在實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)際穩(wěn)定轉(zhuǎn)速達(dá)不到設(shè)計(jì)工作轉(zhuǎn)速，且在高速運(yùn)行狀態(tài)下穩(wěn)定性差等問(wèn)題，己經(jīng)嚴(yán)重制約了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。本文的主要工作內(nèi)容就是針對(duì)磁懸浮轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)特性，解決在磁力軸承支承條件下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速分析和控制問(wèn)題。

2、本文首先利用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的研究方法及有關(guān)理論，引入控制參數(shù)，建立了主動(dòng)彈性支承的剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型，分別建立了PD和PID控制下的動(dòng)力學(xué)模型，證明了剛性轉(zhuǎn)子模態(tài)的存在，分析了各控制參數(shù)對(duì)剛性轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)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(guò)改變控制器的控制參數(shù)來(lái)改變低階臨界轉(zhuǎn)速的值。 將轉(zhuǎn)子看成是具有多質(zhì)點(diǎn)的柔性轉(zhuǎn)子模型，并把磁力軸承的復(fù)剛度裝配到支承單元的傳遞矩陣中，建立起磁懸浮柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型。

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