大型汽轮发电机轴系稳定裕度研究

分析了轴承－转子系统的基本力（阻尼力、陀螺力和循环力等）影响其系统稳定性时表现出的“阻尼”特性，提出了广义阻尼的概念；并以大型汽轮发电机轴系为对象，运用广义阻尼较系统地探讨了轴系稳定裕度、单个轴承对系统稳定裕度的影响等问题，给出了一些新的概念、准则和分析方法（通称为轴系稳定裕度分析的广义阻尼理论）．随后，运用广义阻尼理论较系统地计算、分析了某机组轴系的稳定裕度及其相关问题，取得了令人满意的结果，从而论证了广义阻尼理论的实用价值。     

实一般阵双特征矢量同步解法及其在参数敏感性分析中的应用

提出了一种实一般阵广义特征值问题双特征矢量的高效同步算法，并将其应用于高阶非自耦振动系统如转子－油膜轴承系统振动的参数敏感性分析。     

风电机组主轴系统实时可靠性分析与预测方法研究

对于历史数据不完整的风电机组系统,运行过程中需要对系统和设备进行实时可靠性分析和预测。以风电机组主轴轴承系统为例,以参数偏差为其量化指标,建立实时的可靠性评价模型,对风电机组主轴轴承系统进行实时状态评价和可靠性分析。同时,基于灰色预测法对监测参数进行趋势预测。根据趋势预测结果,结合实时可靠性分析所确定的系统当前状态评价结果,及时预警并识别故障,确定设备维修方案,保障风电机组良好运行。     

大型转子—滑动轴承系统运动稳定性的研究

首次运用大系统稳定性理论及方法研究了大型转子－滑动轴承系统的稳定性问题。着重于刻划转子－轴承系统稳定性的定性性能及方法学；定义，引入并解释了描述系统稳定性的性能指标及其物理意义；探讨解决机械系统目前常用的一些传统稳定性分析方法难以解决的问题。     

相图及方差在注水泵故障诊断中的应用

以混沌理论为基础，利用相图分析方法研究了注水泵机组状态由正常到分岔、再到混沌的演化过程，得到了振动信号相图与方差值之间的对应关系。提出了用相图定性地判断离心式注水泵机组是否存在故障的方法，该方法解决了常规诊断方法难以解决的问题。利用辽河油田欢喜岭采油厂和曙光采油厂的注水泵机组的振动数据进行实验，取得了良好效果。将该方法与其他参数相结合，可以提高诊断精度，为大型离心式设备的故障诊断提供了一条有效途径。     

电磁轴承－转子系统稳定性分析与控制器参数设计

以多质点离散转子为对象，采用对数衰减率作为指标，判别电磁轴承－转子系统的稳定性；分析讨论了控制器各参数对系统各阶模态对数衰减率及固有频率的影响，由此从稳定性出发来指导控制器的参数设计．所采用的分析方法较过去单质点转子及极点配置法更精确和接近于实际转子系统     

大型转子－滑动轴承系统运动稳定性的研究

首次运用大系统稳定性理论及方法研究大型转子－滑动轴承系统的稳定性问题。着重于刻划转子。轴承系统稳定性的定性性能及方法学；定义、引入并解释了描述系统稳定性的性能指标及其物理意义；探讨解决机械系统目前常用的一些传统稳定性分析方法难以解决的问题。文中给出的实例表明了方法的可行性、有效性和独到之处，论文的直接应用背景是大型汽轮发电机组轴系的稳定性问题。     

转子-轴承系统的不平衡响应灵敏度的分析

用有限元法导出了转子上各结点的不平衡响应对转子－轴承系统各参数灵敏度的计算公式。为了把灵敏度分析用于提高转子的平衡精度，着重分析了不平衡响应对结点的不平衡量以及对轴承油膜参数的灵敏度，给出了相应的表达式。这可为选择高效的校正平面，或改变油膜参数以提高平衡精度提供参考。针对大型汽轮发电机组，论证了在制造厂内对发电机和励磁机所组成的小轴系进行动平衡的必要性。     

多支承转子-轴承系统试验台动力学设计

为实现多支承轴承-转子系统振动监测和机械设备故障诊断,设计研制了一台模拟大型旋转机械动力特性的多支承轴承-转子试验台。采用有限元算法,经过系统动力学设计计算和理论分析,表明本试验台具有良好的动力学特性和足够的稳定性裕度,能够进行多种转子动力学实验研究,具备机组机械振动监测、故障模拟、轴承负荷在线监测等多项功能。     

电磁轴承—转子系统稳定性分析与控制器参数设计

以多质点离散转子为对象，采用对数衰减率作为指标，判别电磁轴承－转子系统的稳定性，分析讨论了控制器各参数对系统各阶模态对数衰减率及固有频率的影响，由此从稳定性出发来指导控制器的参数设计，所采用的分析方法较过去单质点转子及极点配置法更精确和接近于实际转子系统。     

汽轮发电机组转子-轴承系统动力稳定性分析

本文采用固定界面模态综合法及解实一般阵广义特征值问题的组合 QZ方法,对国产200MW 汽轮发电机组的转子-轴承系统进行了动力稳定性计算.结合理论计算与现场实验结果,对系统的振动特性也进行了分析.     

随机参数多体系统特征值随机特性分析方法研究

为建立简便可行的系统特征值随机特性分析方法，该文基于多体系统传递矩阵法，建立了系统固有频率与随机参数的关系方程，推导了随机参数多体系统特征值特性分析的3种方法：解析法、随机摄动法和Monte Carlo法，利用此3种方法可以较准确地分析随机参数引起的系统固有频率的随机特性，计算固有频率的期望、标准差和其相对结构参数的敏感度；通过对比分析，得出3种方法的优劣：解析方法精度高、计算量最小，随机摄动法计算方法简单，但精度较低，Monte Carlo法最精确，但计算量最大。     

设计参数对行星齿轮传动系统模态能量灵敏度的影响

基于矩阵摄动方法研究了设计参数对行星齿轮传动系统模态能量的灵敏度.此处所计及的设计参数包括太阳轮与行星轮、内齿圈与行星轮的啮合刚度、行星轮的支承刚度以及各构件的转动惯量.系统模态能量与系统的振动强度密切相关,高的模态能量预示着当系统受到来自齿轮啮合动载荷激励时将发生较大的振动.采用集中参数法建立了行星齿轮传动系统的动力学模型,并采用矩阵摄动方法对模态能量特征灵敏度问题进行了推导和求解.结合具体实例,分析了各设计参数对系统模态能量的灵敏度,并通过实验验证了一些设计参数选择对系统振动强度的影响.实验结论与理论分析相吻合,在一定程度上验证了设计过程中采用模态能量灵敏度分析法预估参数选择对系统振动强度的影响是可行了.     

提高大规模电力系统静态电压稳定性的无功补偿方法

基于电力系统潮流方程雅可比矩阵的特征结构分析法,提出了一种以提高系统静态电压稳定性为目标的大规模电力系统无功功率优化补偿方法．该方法研究了与系统静态电压稳定性密切相关的潮流方程雅可比矩阵的最小模特征值及与其对应的左特征向量．以最小模特征值作为系统静态电压稳定裕度指标,以最小模特征值对应的左特征向量作为节点电压对无功功率变化的灵敏度指标,给出了系统在指定工况下,全电网中最有可能发生电压不稳定或电压崩溃的节点,从而为系统无功功率补偿装置的配置提供决策依据。通过对我国某区域电力系统的计算表明,该方法简洁快速,适合求解大规模电力系统电压稳定性的无功功率补偿问题．     

求解大型稀疏矩阵广义特征值的子空间迭代法加速研究

采用Wilson移频策略对子空间迭代法进行了加速. 为加速高阶特征值的收敛,对Wilson移频策略进行了改进,给出了详细的移频子空间迭代求解特征值的步骤,讨论了若干移频控制参数的选取. 从给出的对比算例可看出,采用移频算法,子空间迭代法求解特征值明显加速,且随着待求特征值阶数的增加,加速效果更加明显,求解时间与待求特征值数近似成线性关系.     

随机参数结构动特性的统计分析

用算子方法研究了含随机参数结构动态特性的统计性质．将结构参数的随机性看成是结构参数在其均值附近的随机扰动，通过对一般弹性结构振动固有值的Ｒａｙｌｅｉｇｈ商变分，得到了结构动特性的扰动公式，并引入结构动态灵敏度的概念，得到了结构动特性的统计公式．最后给出了应用例子．     

转子-轴承系统固有频率对设计参数的灵敏度

应用模态分析技术及向量原理,推导出转子－轴承系统特征值对设计参数的灵敏度公式．利用广义逆迭代法直接求解二次特征值问题,从而完全避免了２Ｎ维特征向量的规范正交过程．并对实际转子－轴承系统进行了计算分析．     

粘性阻尼振动系统的复模态摄动分析及应用

利用复模态的矩阵摄动理论，分析一般粘性阻尼系统的模态频率和复振型对结构质量、刚度及阻尼修改的灵敏度特性，从而阐明选择结构摄动修改方案和最灵敏位置的一般原理，减小了复杂结构动态特性修改设计的计算量。通过对ＲＤＴ－１试验台动态特性的摄动分析计算，获得满足试验台工作特别要求的动态特性的结构设计方案。     

部分二次特征值及其敏感性配置

利用响应矩阵法配置主动振动控制中的配置特征值及其敏感性,使得特征值和敏感性配置的个数不受限制.提出用带等式约束的二次规划问题,来求解主动振动控制中单输入状态反馈控制系统的部分特征值及敏感性配置问题.数值实验表明:转化成二次规划问题来求解的方法,其特征值配置问题满足要求,敏感性配置也相对满足要求.     

移频算法在加速子空间迭代法中的应用

基于子空间迭代法,采用移频加速算法,开发了一个高效、稳定、内存消耗低的移频子空间迭代特征值求解器SSubspace. 给出了详细的移频子空间迭代法求解广义特征值问题的步骤及关键参数的选取. 对刚度矩阵奇异时特征值的求解进行了探讨,实现了对刚体模态的求解. 与Intel MKL特征值求解器(FEAST v2.1)相比,SSubspace的求解效率高于FEAST,且内存消耗低于FEAST. SSubspace理论上可以求解出所有阶的特征值,且计算时间随特征值数的增加近似成线性增长关系,可用于求解大阶数特征值问题、大型矩阵的全特征值问题.