项目名称: 弹性箔片电磁混合轴承支承转子系统的动力学与控制

项目编号: No.51275386

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 机械、仪表工业

项目作者: 孙岩桦

作者单位: 西安交通大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 针对高速、超高速转子支承系统动力学设计需求,拟对弹性箔片气体轴承与电磁轴承组成混合轴承时产生的动力学与控制问题进行研究。研究内容包括:(1)通过数值计算给出频域内弹性箔片轴承的动刚度和动阻尼系数;(2)通过系统辨识得到动刚度和动阻尼的传递函数模型;(3)通过实验参数辨识的方法确定准确的弹性箔片轴承模型参数;(4)结合电磁轴承的理论模型,得到弹性箔片电磁混合轴承支承转子系统的动力学模型;(5)提出系统性能指标并设计控制器;(6)进行静态承载力分配和系统动态特性的分析和控制;(7)进行数值仿真并进行实验验证。预期目标是建立弹性箔片电磁混合轴承支承转子系统的动力学模型,设计控制器并实现系统承载力的分配和动态特性控制与预测。本项目是对弹性箔片电磁混合轴承建模方法与性能控制进行的探索,它对发展我国无油支承技术,研发应用于国防和民用的高速旋转机械,具有重要的理论意义和工程应用价值。

中文关键词: 电磁轴承;气体箔片轴承;转子动力学;控制;系统辨识

英文摘要: Based on requirements of dynamics design of the supporting system of high speed rotors, the dynamics and control problems result from integrating a gas foil bearing and a magnetic bearing together into one hybrid bearing will be studied in this project. The research includes: (1) obtain the dynamic stiffness and damping of the gas foil bearing in frequency domain by numeric method; (2) obtain the transfer function model of the dynamic stiffness and damping by system identification; (3) determine parameters of the transfer function model by experimental system identification; (4) combined with the model of the magnetic bearing to obtain the dynamic model of the rotor supported by hybrid foil-magnetic bearings; (5) present the performance index and design the controller; (6) load sharing control strategy design and system dynamics analysis; (7) simulation and experiments to verify the presented model and control method. The objectives of this project is to build the dynamic model of the rotor supported by the hybrid foil-magnetic bearings, and design the controller to realize loads sharing and control of dynamic property of the rotor bearing system. This research makes an investigation on modeling method and control strategy of the hybrid foil-magnetic bearing. It is very important to the development of the oil-fr

英文关键词: magnetic bearing;gas foil bearing;rotor dynamics;control;system identification

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