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)上解算的過程。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開發(fā)出仿真系統(tǒng)平臺(tái),制作仿真界面,編寫程序,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)了該軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在高速重載旋轉(zhuǎn)機(jī)械方面的應(yīng)用。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：TH113
【部分圖文】：

2.2軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)物理模型概述該三柔性葉片主動(dòng)控制滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的截面、整體結(jié)構(gòu)示意圖及轉(zhuǎn)子尺寸分別如圖2.1、圖2.2、圖2.3所示。三柔性葉片主動(dòng)控制滑動(dòng)軸承的軸承直徑D=0.05m，寬徑比為L(zhǎng)/D二0.8，三個(gè)柔性葉片1，2，3分別位于底部，左上及右上方，由三個(gè)控制腔單獨(dú)控制，它們的徑向位移可以通過改變控制腔的入口壓力Pa，幾，Pc在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中加以控制。下方的葉片1厚度tl二0.OOZm

2.2軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)物理模型概述該三柔性葉片主動(dòng)控制滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的截面、整體結(jié)構(gòu)示意圖及轉(zhuǎn)子尺寸分別如圖2.1、圖2.2、圖2.3所示。三柔性葉片主動(dòng)控制滑動(dòng)軸承的軸承直徑D=0.05m，寬徑比為L(zhǎng)/D二0.8，三個(gè)柔性葉片1，2，3分別位于底部，左上及右上方，由三個(gè)控制腔單獨(dú)控制，它們的徑向位移可以通過改變控制腔的入口壓力Pa，幾，Pc在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中加以控制。下方的葉片1厚度tl二0.OOZm

R‘口尹又粉口儼少叱又叮出少口尹dt (2.2)其中，R是轉(zhuǎn)子半徑，勢(shì)是圓周方向坐標(biāo)。油膜厚度h是軸頸位移而和葉片位移而，(i=l，2，3)的函數(shù)，如圖2.5和圖2.6所示:Fig.2圖2.5軸頸和控制腔油膜結(jié)構(gòu)示意圖 Sehematieofthe011filmsofthejournalandehamberoilfilms。是軸承的半徑間隙，而是軸頸位移，由偏心距e和角位移a確定。軸頸外側(cè)油膜在角度為尹的截面上厚度h可以表達(dá)為:h=hj+h、，二c+ecos(p一a)+h、=c[1+‘·cos(必一a)]+九，(i=l，2，3)(2.3)對(duì)流體動(dòng)壓軸承進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，常以無量綱形式進(jìn)行。這樣，一方面可將問題歸納成最緊湊的形式，突出各有關(guān)因素的作用，并且使所處理的變量的數(shù)值盡可能地不致大到天文數(shù)字或小到微乎其微
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