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     

电磁轴承—挤压油膜阻尼器支承转子系统的主动控制

转子系统的许多非线性因素由于转子偏心的存在而得到放大。文中将电磁轴承控制与挤压油膜阻尼器相结合，用于转子系统的控制。这种控制方法可以对转子系统不平衡所引起的离心力进行主动控制，避免出现转子与静子之间的碰磨。给出了系统动力学模型、系统控制框图，并进行了仿真计算。仿真结果验证了这一控制方案的可行性。     

电磁轴承-挤压油膜阻尼器支承转子系统的主动控制

转子系统的许多非线性因素由于转子偏心的存在而得到放大 .文中将电磁轴承控制与挤压油膜阻尼器相结合 ,用于转子系统的控制 .这种控制方法可以对转子系统不平衡所引起的离心力进行主动控制 ,避免出现转子与静子之间的碰磨 .给出了系统动力学模型、系统控制框图 ,并进行了仿真计算 .仿真结果验证了这一控制方案的可行性 .     

参数激励电磁轴承-转子系统的混沌特性

研究了参数激励下电磁轴承-转子系统的非线性动力学嗡题,得出了主参数共振情况下的平均方程,得到了平均系统的Normal Form.对平均方程进行数值模拟,结果表明电磁轴承-转子系统在某些参数区域内可以出现全局分叉和混沌运动.     

磁力轴承转子系统的Hopf分叉

研究ＰＤ控制器作用下的分散控制型磁力轴承转子系统，结果表明：磁力的非线性是引起系统自激振动的原因之一。通过研究两种非共振情况下的Ｈｏｐｆ分叉，分析了系统参数对自激振动的影响，给出条件稳定准则，还得到了共振情况下的系统响应方程。     

转子系统状态矩阵与稳定性分析

建立了考虑机匣弹性和陀螺力矩以及轴承回转动力激励时的悬臂双盘转子系统的动力学模型和运动微分方程.根据稳定性理论,由状态矩阵特征值的性质,分析了一些结构参数对转子系统稳定性的影响.结果表明:轴承回转动力激励、轴承刚度和转速对系统稳定性均有较大的影响;增大阻尼和机匣刚度对系统稳定运行有利;存在一个临界轴承刚度,当轴承刚度大于临界轴承刚度时,系统存在运动稳定区域,否则系统不存在运动稳定区域.     

电磁轴承支承挠性转子过临界控制器设计

以10 MW高温气冷堆中氦气透平试验转子模型为对象,设计了一种控制器.该控制器采用模态截断的方法获得电磁轴承系统的数学模型,并采用线性二次型Gauss方法,采用了一个同LQG(linear quadratic Gaussian)控制器相串联的相位补偿器,以便有效地阻尼转子的模态振动.经过反复的试验调试和控制器参数修改,不但使转子顺利超越第一阶挠性临界旋转速度,而且实现转子停留在该旋转速度长期稳定的运行,积累了实际工程中电磁轴承支承的转子过临界旋转速度的经验.试验表明电磁轴承能有效地抑制转子的振动.     

推力轴承对柔性转子系统的非线性动力影响

针对推力轴承支承下,推力轴承对柔性转子系统的稳定性影响问题,考虑转子的倾斜后得到了推力轴承提供的非线性力和力矩,建立了单盘柔性转子系统的有限元模型.将转子的轴向和横向运动方程相结合,对其线性自由度进行缩减后形成了整个系统的动力方程,运用打靶法和Floquet稳定性分叉理论,分析了推力轴承以及圆盘质量偏心对整个系统的非线性动力影响.数值结果表明,推力轴承对整个系统运行的稳定性和分叉行为有很大影响,推力轴承延迟了系统周期解的分叉,提高了临界转速和失稳转速,降低了转子共振振幅,因此推力轴承有助于转子系统的稳定运行.     

电磁轴承支承转子系统的运动稳定性

结合定参数PID控制器方程和具有陀螺效应的不对称转子运动方程形成了电磁轴承支承的转子系统的机电耦合动力学方程.将Poincaré映射与Newton打靶法相结合求解了系统非线性不平衡周期响应.结合Floquet分岔理论分析了系统周期运动的稳定性边界和分岔行为.对电磁轴承支承的转子系统设计了变参数PID控制规律,运用所设计的PID控制算法对系统进行计算,发现变参数PID控制算法使得系统非线性周期响应的稳定性有所提高,保证了系统稳定的谐波运动.     

磁悬浮支承转子系统动力学特性的实验研究

电磁轴承作为一种新颖的高性能支承部件，具有传统轴承无可以拟的许多优点，电磁轴承进入应用基础研究阶段后，还有许多实际问题需要解决，其中之一就是在高速旋转机器中应用的转子动力学及其稳定性问题。此文以电磁轴承支承下的高速转子系统为分析对象，研究其动力学特性，研究的对象是一台150m^3制氧透平膨胀机样机中的电磁轴承转子系统，以其三组不同的参数作了临界转速和稳定性计算，最后，分析了观察到的实验现象，并与计算结果比较。     

圆柱滚子轴承若干参数对弹性转子系统临界转速的影响

以圆柱滚子轴承支承的弹性Jeffcott转子系统为研究对象,推导了一种新的计算滚子轴承径向刚度和阻尼的方法.通过编程计算,求解了轴承-转子系统的临界转速,详细研究了滚动轴承的滚子长度、转子质量、轴承间跨距等参数对系统临界转速的影响规律.同时比较了考虑轴承阻尼和不考虑轴承阻尼两种情况下系统临界转速的区别,得出了一系列规律性的曲线关系,并对这些曲线进行了分析.     

一类质量参数不确定转子系统的H^∞控制设计

讨论了一类转子结构性扰动的鲁棒Ｈ＾∞控制由此建立了转子系统的内部反馈环概念，结合具体算例，给出了质量参数在一定范围内的扰动，数值结果证明：应用文中的方法控制系统仍能保持稳定，Ｈ＾∞控制理论在处理此类转子系统鲁棒控制有着清晰的代数结构和较强的抗干扰性。     

动态模糊系统的鲁棒稳定性分析与控制器设计

稳定性是任何系统正常运作的必备条件．由于动态模糊系统缺乏通用的稳定性分析方法和工具，作者介绍了一类动态模糊系统──ＴａｋａｇｉＳｕｇｅｎｏＫａｎｇ（ＴＳＫ）模糊系统，并推导出被控对象和控制器均由ＴＳＫ模糊系统描述的闭环控制系统的详尽表达式；然后针对该模糊闭环控制系统分析了其鲁棒稳定性；最后给出了鲁棒稳定模糊控制器的设计步骤．该分析和设计方法为动态模糊系统的研究提供了一条崭新的思路，将使动态模糊系统的分析和设计更趋成熟．     

电磁轴承磨床电主轴的保成本控制器设计

该文采用保成本控制方法设计电磁轴承磨床电主轴系统控制器。考虑系统非线性,设计了数字变增益环节以调节系统大范围运动与高刚度的矛盾。通过仿真分析和实验测试表明保成本控制方法保证了电磁轴承磨床电主轴系统鲁棒稳定性和鲁棒性能,同时也表明设计的数字变增益环节有效地解决了系统中存在的大范围运动与高刚度的矛盾。     

电磁轴承控制系统参数与刚度、阻尼的关系

针对轴承－转子－控制器组成的主动型电磁轴承系统，分析了其控制系统的稳定性，提出了具有实际意义的三种刚度及阻尼定义．计算机辅助分析提供了分析电磁轴承系统动态性能及复刚度的理论依据．所得结果均和一个五自由度控制磁悬浮轴承系统的实验结果相一致．     

考虑轴承刚度的转子系统动力学相似模型设计

针对轴承-转子系统的动力学相似实验模型的设计问题,提出一种使实验模型与原型固有特性一致的缩尺几何畸变模型设计方法,并进行了实验验证.首先,采用积分模拟法导出转子系统的动力学相似关系,根据量纲分析理论建立了轴承支撑刚度的相似关系.基于此设计了满足固有频率特性与原型相同的相似模型,并对相似模型同原型进行ANSYS仿真对比分析.为进一步验证所提出的设计方法的正确性和有效性进行了实验,验证了所提出的动力学相似设计方法的正确性.     

重载电磁轴承设计研究

研究了电磁轴承重静载时结构参数设计的几个关键问题，提出了有静载时差动控制电磁铁静态工作点的设置及解决启浮问题的方法，给出了具体的设计步骤，对重载电磁轴承结构参数设计有实际的指导意义     

电磁轴承系统的控制策略与功放电路的设计

电磁轴承系统的控制策略按被控的物理可分为电压控制和电流控制。文章研究了选用何种策略可与功放电路的类型紧密相关，通常所用的功放电路均为电压－电压功率放大电路，这种电路仅适用于电压控制策略，通过分析这两类控制策略之间的差异和特点，文章介绍一种适合于电流控制策略的电压－电流功率放大电路。     

大型转子系统参数敏感性分析方法与应用

本文将模态综合技术与非自耦（non-self-adjoint）系统特征值参数敏感性分析方法相结合，建立了大型机组转子-轴承系统的参数敏感性分析方法。作为应用，针对国产大型机组轴系稳定性依赖于各轴承油膜特性参数变化的敏感性进行了分析。     

模糊广义系统的稳定性分析与控制器设计

为了研究公共矩阵X的求解,讨论了模糊广义系统二次稳定性问题,得出了一个使系统二次稳定的公共矩阵X存在的必要条件,通过该必要条件可以预先判断公共矩阵X是否存在,从而减少在判断模糊广义系统二次稳定性时的计算量,在此基础上给出了模糊状态反馈控制器及观测器的设计方法,并进行了稳定性和收敛性分析,最后以数值例子论证了该方法的可行性.