文档介绍：摘要现代旋转机械在运行过程中,常常由于振动,导致各种严重的后果。因此对转子系统振动的控制,进行充分的理论与实验的研究是十分必要的。本文致力于研究基于电磁阻尼器作为执行器,转子系统非线性控制器的设计。为此,本文首先通过有限元法对转子系统进行力学模型的建立,并在该力学模型的基础之上,求解涡动频率、临界速度以及不平衡响应等重要的动力参数;然后对电磁阻尼器的原理进行分析,建立转子系统的控制模型:接着根据电磁阻尼器一转子系统的非线性特性,选用了数字刂破骱捅浣峁够?刂破鳎⒍哉饬街挚刂破鹘辛死砺鄯治鲆约跋嘤Φ纳杓啤利用所设计的控制器,进行仿真,得到一系列的仿真图形,仿真结果从理论上证明了本文所设计控制器的正确性;最后,本文对转子系统振动控制的实验进行了软硬件的设计。本文提出采用电磁阻尼器作为控制振动的执行器,选用数字刂破骱捅浣峁够控制器,使得控制系统具有更好的稳定性和方便性。利用所设计的软硬件对该电磁阻尼器一转子轴承系统进行实时控制的实验研究。实验结果表明,该控制系统能有效的减小转子系统的振动。关键词:电磁阻尼器有限元滑模控制实时控制
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课题的提出及意义第一章绪论旋转机械是指大型汽轮发电机组、水轮发电机组、核电机组、航空航天发动机、高速压缩机、离心机、离心泵和机床等以转予系统为工作主体的机械设备【”。转子轴承系统作为旋转机械的核心部件,在电力、能源、交通、石油化工以及国防等领域中发挥着无可替代的作用。现在旋转机械正朝着大型化、连续化、高速化、轻型化、集中化、自动化和大功率、大载荷方向发展【俊8们魇埔环矫嫣岣吡松剩档土松杀荆ù痈好嫘в出现由于各种不同形式的故障而影响其正常工作,有时甚至会由于某种故障造成重大的经济损失,并引发严重的机毁人亡事故。振动是旋转机械不可避免的现象,若能将其振幅限制在允许范围内,就能确保旋转机械的安全正常运行,但允许范围外的振动对转子一般是不利的恍├谜穸泄ぷ鞯某。大型旋转机械的回转系统是一个比较复杂的多自由度非线性振动系统,轴系的稳定性对整个机组的安全运行十分重要。在实际的转子轴承系统中,经过动平衡的转子不可避免的总会存在一些残余的不平衡量。由于旋转机械系统中异常振动的存在,常常引发灾难性的事故,所以轴承一转子系统的动力学研究一直受到人们极大的关注,对轴承一转子系统稳定性、频幅特性、响应函数等进行了全面的研究并取得了许多成果。但旋转机械系统中许多非线性因素的存在常引发诸多用线性理论难以菲线性动力学理论,揭示系统中存在的许多由非线性因素引起的各种复杂动力学行为。这对提高旋转机械运动的稳定性、安全性、可靠性和环保性等,都具有重要的理论意义和实拿大型汽轮发电机组来说,由于转子长、重量大、柔度比较大、从经济的角度考虑,汽封间隙又控制得比较小,转子的不平衡是不可避免的,加之安装不良所引起的不对中或电机组而言,从停机到揭缸直轴,然后再安装上去,整个过程需要天的时间,这期间将减少发电量亿度,造成直接或间接经济损失谠猵3艘酝猓捎谡穸剐禄组不能正常投运,已投产的机组被迫减负荷或频繁启动等现象更是屡见不鲜,如【忙毓氐绯О号只掠捎诠鸹鸸收希够檠杆偌负荷解列停机。其后进行了三次机组升速。未到额定转速即发生强烈振动,由于运行操作不当,使低温蒸汽进入汽缸,最大温差达速过快,未能及时发现处理,使高压转子高压轴封处永久性弯曲车绯坪机组,在年三月大修结束后第一次开机过程中振动正来讲,如果这些设备发生故障,所造成的经济损失将会成倍的增加。转子轴承系统常常会解释的非线性动力学理论,如分岔、混沌和跳跃等。因此迫切需要建立轴承~转子系统的际工程背景。启、停操作不当使转子发生热弯曲以及其他原因都会造成振动。对于一台址,转子的振动造成大轴弹性弯曲,又因升
,但定速后低缸前测哒穸J寂郎时后振动达畉贾绿ⅲ黄信号报警笥/.亲K傥茨艿靡钥刂疲,号轴承振动增大;滑升至号增至,才打闸停机。降速过程多个轴承与转子振动测点振动超标,;胖岢衅猓偷荡γ盎鸹ǎW:,热态启动前未测量大轴绕度,暖机分钟,又升速至醋髡穸觳猓椴苛艺穸樗娼鹗裟Σ的尖叫声,约牒蟠蛘⑼;M3挡饬胖峋被味滴.=腋准觳楦哐棺子在疽徊嗟/《文诔鱿忠堵滞崖浠蛩鸹怠⒁镀ね纺テ健⑵庥氲财烦鱿止挡等严重损伤情况,位于高压转子调节级前的最大弯曲值为。钍髌值绯号机继年大轴弯曲事故之后,时隔一年,年机发现大轴已弯曲,揭缸检查,隔板汽封磨损量一般为畲笸淝Φゲ嗄损达F只笾峁灿个弯折点,最大弯曲在中部第三叶轮空档。动,高压缸转子与隔板汽封摩擦,停止检查发现在高压转子第二、三级叶轮之间永久弯曲近年来,一些单元制大机组由于振动可能导致故障的发生,给机组的安全稳定运行带来极大的危害,给国家带来巨大的损失,由此可见