基于时域响应有限元模型修正的磁轴承-转子系统参数识别

摘要

磁轴承-转子系统的动态特性是磁轴承的支承参数与转子动力学综合作用的结果。本文从磁轴承-转子系统的时域响应出发，采用有限元模型修正技术，围绕磁轴承支承动态特性的参数识别问题展开。具体研究内容如下：
　　利用有限元方法建立轴承-转子系统有限元动力学模型，结合通用有限元软件NASTRAN介绍了系统瞬态时域响应以及转子不平衡响应的求解方法，并通过实例验证其求解可靠性。
　　以基于模态参数的有限元模型修正为基础，实现了基于时域响应的有限元模型修正技术，对其中的关键技术进行理论研究，最终实现修正过程。通过仿真算例验证了时域修正方法的精度。
　　为了建立模型修正所需要的精确有限元模型，对磁轴承-转子系统的阻尼进行了研究。应用时域修正方法通过试验数据修正了自由-自由状态转子的模态阻尼比以及静态悬浮下的磁轴承-转子系统的支承参数，最后识别出磁轴承-转子系统的静态悬浮支承刚度和阻尼。
　　从控制特性出发研究了磁轴承支承参数的理论非线性。结合支承刚度的理论非线性模型，建立了非线性支承参数下的磁轴承-转子系统有限元模型。通过有限元分析研究了非线性支承参数对系统动态响应的影响，并应用时域修正技术识别了磁轴承的非线性参数。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1本文的研究背景及意义

1.2磁轴承-转子系统动态特性参数识别研究现状

1.3设计参数型有限元模型修正技术研究现状

1.4存在问题

1.5本文的课题来源及研究目的

1.5本文的研究内容

第二章 基于有限元方法的轴承-转子系统建模及瞬态时域响应求解研究

2.1引言

2.2轴承-转子系统的有限元模型

2.3磁轴承的支承特性

2.4基于NASTRAN的瞬态响应求解求解方法

2.5单盘转子瞬态响应实验与NASTRAN分析精度比较

2.6本章小结

第三章 基于时域响应有限元模型修正技术的研究及实现

3.1引言

3.2基于时域响应有限元模型的修正基本理论

3.3基于响应面的优化方法

3.4仿真算例

3.5本章小结

第四章 基于时域响应磁轴承-转子系统模型修正及参数识别研究

4.1引言

4.2基于时域响应的模型修正技术以及程序实现

4.3磁轴承-转子系统的有限元建模关键技术研究

4. 4转子结构阻尼的参数识别

4. 5磁轴承-转子系统静态悬浮支承参数识别

4.7本章小结

第五章 磁轴承-转子系统非线性支承刚度参数识别研究

5.1引言

5.2主动磁轴承非线性支承刚度特性研究

5.3磁轴承-转子系统非线性支承参数下的动态响应研究

5.4基于时域响应修正方法的非线性参数识别

5.7本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本文的主要工作和结论

6.2 后续研究及工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文