三柔性葉片軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的PD控制及仿真.pdf

1、轉(zhuǎn)子振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)是當(dāng)今轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的研究熱點(diǎn)之一，隨著現(xiàn)代控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)子的振動(dòng)控制技術(shù)逐步由被動(dòng)控制轉(zhuǎn)向主動(dòng)控制，為實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的主動(dòng)控制，軸承的種類及結(jié)構(gòu)形式也在不斷發(fā)展，多種形式的非常規(guī)柔性軸承都在成功的應(yīng)用或研制中，三柔性葉片主動(dòng)控制滑動(dòng)軸承就是其中之一。 計(jì)算機(jī)仿真是利用計(jì)算機(jī)對(duì)自然現(xiàn)象、系統(tǒng)工程、運(yùn)動(dòng)規(guī)律以至人腦思維等客觀世界進(jìn)行逼真的模擬，建立相應(yīng)物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型在計(jì)算機(jī)上解算的過(guò)程

2、。隨著計(jì)算機(jī)的普及與進(jìn)步，數(shù)值模擬與計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)及可視化技術(shù)相結(jié)合，計(jì)算機(jī)仿真在工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、實(shí)驗(yàn)研究、系統(tǒng)分析等各個(gè)領(lǐng)域得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。 本文以三柔性葉片主動(dòng)控制滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型為基礎(chǔ)，采用PD控制策略模擬振動(dòng)的主動(dòng)控制，在VC++6.0環(huán)境下，基于MFC開(kāi)發(fā)出仿真系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了主動(dòng)控制仿真研究。主要研究工作如下： (1)首先介紹了三柔性葉片主動(dòng)控制滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)各部分結(jié)構(gòu)的物理模型及工作

3、原理，對(duì)應(yīng)各部分結(jié)構(gòu)的物理模型，詳細(xì)地?cái)⑹隽藬?shù)學(xué)建模采用的各種數(shù)學(xué)方法，分析了各種數(shù)學(xué)方法的原理及特點(diǎn)。 (2)分析了PD控制策略的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合，以轉(zhuǎn)子渦動(dòng)位移和渦動(dòng)速度的模構(gòu)建了目標(biāo)函數(shù)，將PD控制策略應(yīng)用到該轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型中，采用PD控制策略對(duì)該軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)實(shí)施主動(dòng)控制。 (3)在VC++6.0環(huán)境下，基于MFC開(kāi)發(fā)出仿真系統(tǒng)平臺(tái)，制作仿真界面，編寫(xiě)程序，將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。該仿真系統(tǒng)平臺(tái)可以進(jìn)行多種狀

4、態(tài)下的實(shí)時(shí)仿真，提高了系統(tǒng)仿真的效率和靈活性。 (4)運(yùn)用仿真系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)在自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)狀態(tài)下分別進(jìn)行了的大量實(shí)時(shí)仿真研究。研究了轉(zhuǎn)子、葉片的振動(dòng)曲線，轉(zhuǎn)子軸心軌跡及主動(dòng)控制腔中控制壓力變化曲線等各項(xiàng)性能，對(duì)主動(dòng)控制前后的仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析和總結(jié)。 仿真結(jié)果表明PD控制策略能夠?qū)D(zhuǎn)子的振動(dòng)進(jìn)行有效控制，轉(zhuǎn)子的減振效果明顯，較大程度地提高了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。該軸承具有良好的受控性能，研究工作進(jìn)一步推動(dòng)了該軸承