本文關鍵詞：磁懸浮軸承支承參數(shù)的辨識方法研究

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【摘要】：磁懸浮軸承作為新型支承部件，具有傳統(tǒng)軸承無法比擬的優(yōu)勢，現(xiàn)已應用到諸多領域中。由于其剛度、阻尼參數(shù)具有在線可調性，磁懸浮軸承支承特性對系統(tǒng)的動態(tài)特性具有更為重要的影響，因此，磁懸浮軸承支承參數(shù)的識別是磁懸浮技術研究的重要組成。本文主要研究不平衡激勵、沖擊激勵下，磁懸浮軸承剛度與阻尼參數(shù)的辨識方法。 首先從磁懸浮軸承—轉子系統(tǒng)的結構與工作原理出發(fā)，說明了磁懸浮軸承剛度阻尼參數(shù)的定義，分析了電磁力的線性化、剛度阻尼參數(shù)的公式推導過程及支承參數(shù)對臨界轉速的影響。 簡要介紹了邊界元法的基本原理，通過有限元仿真識別出賦予的磁懸浮軸承直接支承參數(shù)與耦合支承參數(shù)，討論了不同偏心質量對剛度阻尼參數(shù)辨識的影響；在試驗中，辨識出本文試驗臺所用磁懸浮軸承的所有剛度阻尼參數(shù)，并分析支承參數(shù)與偏心質量、激勵頻率之間的關系。 不同于不平衡響應辨識方法，基于沖擊響應的參數(shù)辨識方法是以力錘為激勵源，，對轉子施加瞬態(tài)錘擊力，提取激勵信號、轉子位移響應，結合沖擊響應理論公式計算支承參數(shù)。首先運用MSC.Nastran和Matlab對文中試驗臺所用磁懸浮軸承進行仿真分析，驗證了該方法的可行性與準確性；然后，將該方法應用到五自由度磁懸浮軸承—轉子試驗臺進行試驗研究，鑒于所測位移信號包含殘余不平衡干擾及外界高頻干擾，本文給出詳細濾波方法，以提取完整的沖擊響應信號，在Matlab中獲得激勵與位移響應的幅值相位信息后，最終辨識出定轉速下磁懸浮軸承的直接、耦合剛度阻尼參數(shù)。
【關鍵詞】：不平衡響應 沖擊響應 磁懸浮軸承 剛度 阻尼
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 注釋表13-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 引言15
• 1.2 本課題的研究目的、意義和目標15
• 1.3 磁懸浮軸承的發(fā)展與現(xiàn)狀15-16
• 1.4 磁懸浮軸承動態(tài)特性、支承參數(shù)的研究16-19
• 1.4.1 磁懸浮軸承轉子系統(tǒng)的動力學特性研究16-17
• 1.4.2 磁懸浮軸承支承參數(shù)的研究17-18
• 1.4.3 基于不平衡響應的傳統(tǒng)軸承的剛度阻尼辨識18-19
• 1.4.4 基于沖擊響應的傳統(tǒng)軸承的剛度阻尼辨識19
• 1.5 本文的課題來源與目標19-20
• 1.6 本論文的研究內容20-21
• 第二章 磁懸浮軸承-轉子系統(tǒng)的基本理論21-30
• 2.1 引言21
• 2.2 磁懸浮軸承—轉子系統(tǒng)的結構及原理21-23
• 2.2.1 磁懸浮軸承—轉子系統(tǒng)的結構及功能21-22
• 2.2.2 磁懸浮軸承—轉子系統(tǒng)的工作原理22-23
• 2.3 磁懸浮軸承轉子系統(tǒng)的支承參數(shù)23-28
• 2.3.1 磁懸浮軸承支承參數(shù)的定義23-24
• 2.3.2 磁懸浮軸承電磁力的線性化24-25
• 2.3.3 單自由度磁懸浮軸承—轉子系統(tǒng)的剛度與阻尼25
• 2.3.4 五自由度磁懸浮軸承—轉子系統(tǒng)的剛度與阻尼25-28
• 2.4 支承參數(shù)對臨界轉速的影響分析28-29
• 2.5 本章小結29-30
• 第三章 邊界元法辨識磁懸浮軸承的剛度阻尼參數(shù)30-51
• 3.1 引言30
• 3.2 邊界元法理論簡介30-31
• 3.2.1 課題組前期研究基礎與本文的工作30
• 3.2.2 軸承—轉子系統(tǒng)的邊界積分方程30-31
• 3.3 磁懸浮軸承支承參數(shù)識別的仿真分析31-41
• 3.3.1 邊界積分方程實例分析31-33
• 3.3.2 加權函數(shù)33-35
• 3.3.3 求解支承參數(shù)35-36
• 3.3.4 仿真結果分析36-41
• 3.4 磁懸浮軸承剛度阻尼識別的試驗分析41-48
• 3.4.1 試驗原理與設備介紹41-42
• 3.4.2 不同偏心質量對參數(shù)識別的影響42-45
• 3.4.3 耦合參數(shù)識別結果與分析45-48
• 3.5 邊界元法與傳遞矩陣法辨識結果對比48-50
• 3.6 本章小結50-51
• 第四章 基于沖擊響應的磁懸浮軸承剛度阻尼的辨識51-67
• 4.1 引言51
• 4.2 磁懸浮軸承剛度阻尼辨識的理論過程51-56
• 4.3 仿真識別56-66
• 4.3.1 仿真流程56
• 4.3.2 基于沖擊響應的磁懸浮軸承剛度阻尼辨識的算例仿真56-59
• 4.3.3 條件數(shù)的計算59-60
• 4.3.4 辨識結果及誤差分析60-66
• 4.4 本章小結66-67
• 第五章 基于沖擊響應的磁懸浮軸承剛度阻尼辨識試驗67-100
• 5.1 引言67
• 5.2 試驗平臺介紹67-70
• 5.2.1 試驗儀器設備介紹67-69
• 5.2.2 轉子結構參數(shù)69-70
• 5.3 試驗過程70-72
• 5.4 沖擊響應數(shù)據(jù)處理72-79
• 5.4.1 沖擊響應信號處理73-74
• 5.4.2 位移響應信號處理74-79
• 5.5 試驗辨識結果79-99
• 5.5.1 80Hz 轉速辨識結果79-88
• 5.5.2 100Hz 轉速辨識結果88-99
• 5.6 與不平衡響應辨識結果的比較99
• 5.7 本章小結99-100
• 第六章 總結與展望100-102
• 6.1 本文的主要工作100
• 6.2 后續(xù)研究及展望100-102
• 參考文獻102-107
• 致謝107-108
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文108-109
• 附錄109-114

【參考文獻】

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本文編號：575256