不平衡质量对磁悬浮CMG转子运动特性的影响分析及实验

摘要

研究了磁悬浮控制力矩陀螺系统中具有强陀螺效应的转子(额定转速为20000rpm,额定角动量为200Nms)在不平衡质量影响下的动力学特性.建立了永磁偏置混合磁轴承-转子系统的动力学模型.通过分离法将转子的不平衡质量分配到两个径向磁轴承支承的位置,并分析了系统在相同的控制参数条件下,这两个位置的不平衡质量在不同情况下对磁悬浮转子运动轨迹、振动情况(振动幅值和形状)的影响.仿真结果表明,当两校正面上的不平衡质量矩的相位差相同时,振幅最大,而当相位差为180°时,振幅最小,与同相位时的振动情况相比,振幅减小了65.2%,有利于减小干扰并提高系统的精度,并通过实验测试进行了验证.为提高系统的稳定性、控制精度、转子动平衡要求都提供了的理论依据和参考价值.