一种基于人工神经网络的旋转机械故障监测方法

把神经网络与数字信号处理相结合，提出并实现了一种基于神经网络的旋转机械在线故障监测系统，主要用于识别旋转机械的一些常见故障如转子不平衡振动、转子零部件松动、油膜涡动等等。系统主要由数字信号采集、数字信号预处理和Ｂ－Ｐ神经网络几部分组成。在神经网络中采用批处理加动量项的梯度下降算法学习。仿真结果表明该故障监测系统在故障识别率等各方面性能指标均优于传统的基于知识的工况监测与故障诊断系统。     

电磁动力吸振器式转子在线监测方法研究

电磁动力吸振器具有重大的工程应用价值。在给出转子＋电磁动力吸振器系统模型的基础上，采用输出调节器理论，设计了电磁动力吸振器控制系统，实现了控制系统的主要目标：在指定的多个频率位置，将转子的不平衡响应减为零，而在其余较宽的频率范围内，抑制了不平衡响应的水平，使之处于非共振量级。因此，用电磁动力吸振器可实现对转子振动的在线控制。在此基础上，因为在电磁动力吸振器控制系统的设计中，构造了反映不平衡力的状态量及其观测器，所以还可以利用状态观测器获得转子的不平衡信息，买现不平衡量的识别，从而给出了用电磁动力吸振器进行不平街识别的方法。该方法的提出，有益于在线监测转子的不平衡状态、及时诊断故障以及无试转的平衡。     

挤压油膜柔性转子系统突加质量的响应特性

针对旋转机械中经常发生折断或丢失一部分旋转质量的现象，分析研究了挤压油膜阻尼器－滑动轴承－柔性转子系统在考虑油膜惯性力的情形下，突加不平衡作用的响应特性。并将其所得的结果与不考虑惯性力情形下的结果进行了比较。研究表明：考虑惯性力后，此转子系统在定转速条件下，突加不平衡质量的响应时间和振幅都减小了。     

转子单平面自适应平衡控制仿真及电主轴平衡试验

为了实现旋转机械的智能动平衡,提出了一种转子单平面在线自适应主动平衡方法。从传统的影响系数法出发,先后引入增益因子和遗忘因子,建立了固定参数的转子自适应主动平衡控制算法模型,分析了控制模型的稳定条件。采用数值仿真,对增益因子和遗忘因子对转子自适应主动平衡控制过程的影响规律进行量化研究,获得了转子单平面在线自适应主动平衡控制算法的收敛性和稳定性变化规律。建立了高速电主轴自适应电磁主动平衡试验台,开展了转速3 300 r·min-1下转子单平面自适应主动平衡试验。结果表明:增大增益因子可以加快主动平衡过程的收敛速度,减小增益因子可以提高平衡过程的稳定性,准确的影响系数估计可以放宽对遗忘因子取值的要求,试验和理论仿真的规律是一致的,证明所提出的转子自适应主动平衡控制算法是正确的。     

转子双面现场动平衡的不卸试重平衡法

现场动平衡是大型旋转机械安装调试和维修过程中的重要内容，针对大型旋转机械现场动平衡拆卸试重困难、残留试重影响动平衡效果的实际情况，提出了一种基于影响系数法的不卸试重现场动平衡算法。该方法是利用配重平衡转子原始不平衡和未卸下的试重，同时也可以在算法中利用同一机组上次动平衡实验的影响系数。根据该算法开发了一套动平衡系统，经现场试验表明该算法具有较高的平衡精度，简化了现场动平衡试验的操作步骤，减少了现场动平衡的操作时间。     

裂纹转子振动的非线性特性分析

在裂纹转子的非线性特性分析中考虑了裂纹产生对转子两个方向刚度的影响，此为基础在旋转坐标下建立了裂纹转子的非线性动力学模型，裂纹的“开闭”取决于转子振动，不平衡与重力的综合作用，利用数值方法对裂纹转子的拓动响响进行了计算，并根据数值计算的结果分析转子系统振动随不平衡，转速等参数变化的分叉混沌特性，同时，对系统响应描率谱进行计算得出，亚谐波与高次谐波分量可作为识别裂纹的重要特征。     

刚性转子动不平衡量的在线识别法

讨论了刚性转子动不平衡量在线识别的基本原理，提出用影响系数矩阵法进行不平衡量的解算，用加试重法求取影响系数矩阵的元素，并用模拟实验验证了识别方法的准确性。最后讨论了在线识别的软硬件方案。     

大型滑动轴承油膜动特性系数现场识别方法的研究

提出一种可用于大型滑动轴承油膜动特性系数在线识别的新方法。该方法利用高速动平衡机特殊的支撑结构，通过改变运动中转子一滑动轴承的支撑刚度，拾取刚度改变前后系统动不平衡响应的稳态值，来确定油膜动特性系数。实验结果表明，该方法具有较高的精度和可靠性。     

非线性转子动力学问题研究综述

针对转子动力学中的非线性振动问题，综述了近年来国内外在该领域的主要研究成果和发展前景，首先，对转子动力学中非线性振动的类型及旋转机械设计方法的现状进行了分析，阐述了进行旋转机械非线性转子动力学研究的必要性，其次，综述了现代非线性动力学的理论分析方法及其在大型旋转机械应用方面、尤其是在转子－轴承系统非线性振动方面近期国内外研究工作的主要成果和进展，最后，对今后非线性转子动力学研究的趋势进行了说明和展望。     

基于遗传算法的碰摩位置辨识

为了在旋转机械故障诊断中确定转子碰摩的位置,提出了一种基于遗传算法的确定多盘转子系统碰摩位置的方法.该方法的基本思路是先建立碰摩转子系统的有限元模型,并将碰摩位置、定子刚度、定转子之间的间隙、系统的阻尼系数和定转子之间的摩擦因数等参数识别问题转化为多参数优化问题,进而利用遗传算法进行优化求解实现碰摩位置的识别.实验结果表明该方法在碰摩发生后能够有效地确定碰摩故障发生的位置.     

变速Jeffcott转子系统瞬态不平衡响应的准稳态条件

Jeffcott转子系统加减速通过临界转速时,将发生由频率随转速变化的谐激励力引起的瞬态不平衡响应,本文既采用脉冲响应函数和Duhamel积分解析求解此响应;又采用离散变转动角速度,以一系列定转动角速度为激励频率的转子全响应来近似表示该瞬态不平衡响应,通过数值模拟与比较,找出转子全响应代替瞬态不平衡响应的定性适用条件,即变速转子瞬态不平衡响应的准稳态条件,为使用有限个定转速的转子主动平衡操作来完成慢变速转子的主动平衡创造条件。     

转子不平衡量的微型涡喷发动机轴承动反力分析

高速旋转的微型涡喷发动机转子系统的不平衡量对转子工作状态的影响尤为突出。在考虑陀螺效应的前提下,采用谐响应分析的方法,研究了微型涡喷发动机轴承动反力随转速及不平衡量分布方位角的变化规律。结果表明:转速越大,轴承处动反力越大,不平衡量的大小对轴承动反力影响远大于转速;涡轮和压气机的不平衡量分布方位角为180°时压气机一端轴承动反力最大,而涡轮一端轴承动反力最小。研究结论为减少微型涡喷发动机因不平衡量而产生的振动问题以及防止轴承破坏等提供了重要依据。     

一种新型无速度传感器矢量控制PMSM系统

针对永磁同步电机速度估算及定子电阻变化引起的稳定性问题,根据模型参考自适应控制法的原理,在同步旋转坐标系下,提出永磁同步电机转速估算与定子电阻辨识的自适应律,建立永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统及定子电阻在线辨识的数学模型.通过控制系统简化,确定调速控制系统中电流调节器与速度调节器的传递函数,并对电流调节器与速度调...     

单圆盘对称粘弹性转子轴承系统的动力分析

采用单圆盘对称粘弹性转子轴承系统的运动模型，计算了有限长滑动轴承的非线性油膜力，利用四阶龙格－库塔法求解其运动方程，模拟出轴颈与圆盘的运动状态（位移和速度），采用线性油膜力分析了系统的线性失稳转速，采用非线性油膜力分析了平衡转子在不同转速下的稳态解，计算了转子轴承系统的不平衡响应，并分析了偏心激励对运动状态影响的复杂性，研究表明，只有在小偏心激励的情况下，采用线性油膜力计算不平衡响应才是可行的。     

基于非线性输出频率响应函数的转子系统碰摩故障的定位方法研究

提出采用一种新的基于非线性输出频率响应函数(NOFRFs)的方法,进行转子系统碰摩故障的定位识别.NOFRFs由非线性系统的Volterra级数理论发展起来.对多自由度振动系统中的非线性环节具有定量的检测能力.对不同碰摩位置的转轴横向振动进行有限元仿真,进而计算NOFRF函数的值,用于对碰摩所处的区间位置进行判定.     

基于无功功率模型的异步电机矢量控制系统转子时间常数辨识

针对异步电机矢量控制系统受电机参数变化影响大的问题,采用模型参考自适应系统(MRAS)在线辨识电机转子时间常数.为了增强辨识方法对定子电阻的鲁棒性,提高辨识精度,根据转子磁链模型构造无功功率模型建立MRAS,采用Popov超稳定性理论设计自适应规律,得到基于无功功率模型的转子时间常数辨识方法,抑制定子电阻变化对辨识精度的影响,将该转子时间常数辨识方法应用于异步电机矢量控制系统.仿真结果证明:MRAS有效地提高了矢量控制系统性能,转子磁链轨迹趋于圆形,电流谐波分量明显减少;转子磁链观测误差明显降低,其平均绝对误差相对值为2.87%;转矩脉动大大降低,其平均绝对误差相对值为2.09%.     

离心机转子的稳定性试验研究

本文对部分充有无粘不可压缩液体的离心机转子系统稳定性问题作了试验研究.首先给出了转子动力学和旋转流体动力学相互耦合的系统振动方程,然后用试验方法验证了理论分析所得到的失稳边界.由穿越失稳区的三维转速谱阵图可以清楚地看到转子失稳振动的变化过程和失稳涡动频率等特征,从而为理论分析提供了良好的试验佐证.     

轮毂电机气隙偏心下不平衡电磁力与转子系统振动特性分析

相对于传统电机,轮毂电机在电动车行驶过程中,由于路面激励等外界因素的作用,定转子之间会更容易产生偏心,造成轮毂电机气隙不均匀而产生不平衡磁拉力,影响轮毂电机的运行。以一种表贴式永磁同步轮毂电机为研究对象,建立等效的转子动力学模型。通过解析计算和Maxwell Ansoft软件分析了气隙偏心下轮毂电机电磁力的变化情况,并将不平衡电磁力带入等效转子系统运动方程,运用隐式Newmark积分法对转子系统在不平衡电磁力、质量偏心和初始误差偏心影响下的动力响应进行计算。结果表明:气隙偏心会产生特定频率的不平衡磁拉力,增大质量偏心会减轻不平衡磁拉力对转子系统的影响,并且初始位置误差偏心会使转子轴心朝偏心方向偏移,并会与重力相互作用。研究结果可为分析电动车用轮毂电机定转子的振动和后续的控制奠定基础。     

基于人工免疫算法的转子系统扭矩扰动识别方法

提出了一种对多支承转子系统在运转过程中所受的扭矩扰动进行识别的方法. 该方法基于人工免疫系统的阴性选择算法,提取转子转速和轴承载荷作为特征参量,首先获得转子系统正常工作状态下的自己模式串,并随机产生初始检测器;进而利用人工免疫系统的进化学习机制,对转子扭矩受扰后获得的异常工况下的非己模式串进行学习和记忆;进化学习后生成典型扭矩扰动下的成熟检测器,能够区分和标记不同类型的扭矩在状态空间上所对应的区域. 实验结果表明:该方法能有效地检测出转子系统异常扭矩扰动,并能对扭矩类型做出很好的识别.