多支承轴系横向弯曲振动主动控制研究

论文摘要

多支承轴系应用广泛,经常超临界转速运行,在加速过临界转速时的共振问题尤为突出。由于多支承轴系长径比大,所以在正常转速下产生的振动成分中绝大部分是横向弯曲振动。本文针对过临界和突加冲击载荷这两种工况,设计三支承轴系的横向弯曲振动控制方案,基于Adams和MATLAB进行联合仿真,并进行了试验研究。主要工作如下:分别采用传递矩阵法和Adams仿真的方法,开展了三支承轴系的一阶临界转速研究。首先,应用传递矩阵法,借助MATLAB求解获得轴系的一阶临界转速。然后,在Adams中建立了三支承轴系的虚拟样机模型,并进行了加速过临界仿真,得到了一阶临界转速,并和传递矩阵法求得的一阶临界转速比较,验证了求得的一阶临界转速的正确性以及建立的虚拟样机模型的合理性。基于Adams和MATLAB联合仿真方法,对含智能弹簧支承的三支承轴系过临界时弯曲振动控制进行了研究。分析了智能弹簧支承的原理与结构,并根据原理与结构,采用Adams软件建立了含有智能弹簧支承的三支承轴系的虚拟样机模型,将虚拟样机模型导入MATLAB软件后建立了联合仿真模型。进行了过临界施加固定控制力联合仿真,得到了各固定控制力下的轴系位移响应,比较各位移响应,得到最优固定控制力。进行了过临界施加函数控制力联合仿真,得到轴系位移响应,并和施加最优固定控制力时的响应比较,证明了施加函数控制力是更好的方案。基于Adams和MATLAB联合仿真方法,对含智能弹簧支承的三支承轴系突加冲击载荷时弯曲振动闭环控制进行了研究。建立了突加冲击载荷工况的虚拟样机模型,将虚拟样机模型导入MATLAB软件后建立了联合仿真模型,分别进行了无控制力和施加固定控制力联合仿真,获得轴系在冲击载荷作用下的振动特性,为闭环控制选择施加控制力条件、控制力大小以及控制力作用时间提供依据。制定了闭环控制方案,进行了闭环控制联合仿真,仿真结果表明:制定的闭环控制方案对突加冲击载荷引起的振动起到了一定的控制效果。对含智能弹簧支承的双圆盘三支承轴系过临界振动控制进行了研究。建立了双圆盘轴系的联合仿真模型并进行联合仿真;搭建了含双圆盘的试验平台,在试验平台上进行过临界施加固定控制力振动控制试验,对试验数据进行处理。试验结果表明智能弹簧支承对过临界时的振动位移响应具有较好的控制效果,在控制电压最大时,减振率最高,达到了44.2%。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 唐子阳

导师: 李苗苗,费秀国

关键词: 多支承轴系,横向弯曲振动,振动控制,智能弹簧,联合仿真

来源: 南京航空航天大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 力学,机械工业

单位: 南京航空航天大学

基金: 国家自然科学基金的资助,项目名称为“主被动组合减振式智能弹簧支承设计与控制方法研究”(项目号:51505215)

分类号: TH113.1;O328

DOI: 10.27239/d.cnki.gnhhu.2019.000506

总页数: 77

文件大小: 2550K

下载量: 85

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