| 【中文题名】 | 基于磁悬浮转子动态特性的设计研究 |
| 【英文题名】 | Design Research on Dynamic Characteristic of Magnetic Suspension Rotor |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-10 |
| 【中关键词】 | 磁力轴承,磁悬浮转子,转子动力学,动态特性,控制,优化设计 |
| 【英关键词】 | Magnetic bearing,Magnetic suspended Rotor,Rotordynamics,Dynamic characteristics,Control,Optimum design, |
| 【分类导航】 | 工业技术>机械、仪表工业>机械零件及传动装置>转动机件>轴承>滚动轴承 |
| 【论文摘要】 |
磁力轴承作为目前可应用于工程实际、且能够实施主动控制的支承部件之一，具有一般传统轴承和支承技术所无法比拟的优点，目前己在各个领域的高速旋转机械中开始应用。虽然磁力轴承的基础理论已经取得了丰硕的成果，也有成功实例，但样机在实验时实际稳定转速达不到设计工作转速，且在高速运行状态下稳定性差等问题，己经严重制约了该技术的推广应用。本文的主要工作内容就是针对磁悬浮转子的动态特性，解决在磁力轴承支承条件下转子系统的临界转速分析和控制问题。
本文首先利用传统转子动力学的研究方法及有关理论，引入控制参数，建立了主动弹性支承的刚性转子动力学模型，分别建立了PD和PID控制下的动力学模型，证明了刚性转子模态的存在，分析了各控制参数对刚性转子临界转速的影响，并证明了积分参数不影响理想PID控制刚性模态，由此可以通过改变控制器的控制参数来改变低阶临界转速的值。
将转子看成是具有多质点的柔性转子模型，并把磁力轴承的复刚度装配到支承单元的传递矩阵中，建立起磁悬浮柔性转子系统模型。用Riccati传递矩阵法计算了磁悬浮转子系统的临界转速和稳定性。并和实验比较进行了分析。
引入PI／PD控制，进行了稳定性和... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-7 |
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第1章 绪论 |
7-13 |
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1.1 磁力轴承工作原理与应用 |
7-8 |
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1.1.1 AMB的基本原理 |
7-8 |
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1.1.2 AMB的特点 |
8 |
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1.1.3 AMB的应用 |
8 |
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1.2 国内外最新发展概况 |
8-10 |
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1.3 论文目的与主要工作 |
10-13 |
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1.3.1 目的 |
10-11 |
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1.3.2 课题支撑 |
11 |
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1.3.3 论文安排 |
11-13 |
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第2章 刚性转子建模及实例分析 |
13-24 |
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2.1 刚性转子建模分析 |
13-23 |
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2.1.1 数学模型的提出 |
13-16 |
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2.1.2 PD控制下的刚性转子 |
16-17 |
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2.1.3 PID控制下的刚性转子 |
17-18 |
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2.1.4 实例分析 |
18-23 |
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2.2 小结 |
23-24 |
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第3章 基于弹性支承的柔性转子建模及分析 |
24-45 |
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3.1 柔性转子数学模型的建立 |
24-30 |
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3.1.1 转子单元离散化 |
24-27 |
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3.1.2 Riccati传递矩阵法 |
27-30 |
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3.2 计算实例分析 |
30-44 |
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3.2.1 支承弹性对临界转速的影响 |
35-44 |
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3.3 小结 |
44-45 |
|
第4章 控制方式的仿真优化 |
45-60 |
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4.1 闭环系统的控制 |
45-49 |
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4.1.1 稳定性分析 |
45-48 |
|
4.1.2 准确度分析 |
48-49 |
|
4.2 刚性转子动态特性仿真分析 |
49-53 |
|
4.2.1 起伏特性分析 |
50-51 |
|
4.2.2 谐波输入分析 |
51-53 |
|
4.2.3 扰动分析 |
53 |
|
4.3 磁悬浮刚性转子不平衡补偿的仿真实现 |
53-59 |
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4.3.1 实际的系统仿真 |
53-55 |
|
4.3.2 凹陷滤波 |
55-59 |
|
4.3.3 相位补偿 |
59 |
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4.4 小结 |
59-60 |
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第5章 总结与展望 |
60-61 |
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5.1 本文总结 |
60 |
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5.2 研究工作展望 |
60-61 |
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附录 |
61-70 |
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附录A 刚性转子临界转速图程序 |
61-62 |
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附录B 复刚度临界转速分布图程序 |
62-66 |
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附录C 复刚度临界转速振型分布图程序:(代换附录B上部分‘*’线包括的程序) |
66 |
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附录D 转子动刚度图(复阻尼图) |
66-68 |
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附录E 稳定性零、极点图，根轨迹图程序 |
68-69 |
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附录F 准确度零、极点图，根轨迹图程序 |
69 |
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附录G Bode图程序 |
69-70 |
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主要参考文献 |
70-73 |
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攻读硕士学位期间发表的论文 |
73-74 |
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致谢 |
74 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.92741 |
