论文标题

基于鲁棒控制的磁悬浮柔性转子建模及振动控制研究

学科类别

机械工程

答辩人

冉少林

导师

胡业发

答辩时间

2019年6月27日（星期四）08:30

答辩地点

机电大楼4楼410室

简介

随着现代工业的不断发展，旋转机械设备对转子转速要求越来越高，导致转子工作在其弯曲临界转速以上，转子成为“柔性”。在启动或停车过程中，柔性转子通过临界转速时会引发剧烈共振，转子振幅急剧增加，最终失稳，破坏机械结构。利用磁悬浮轴承刚度阻尼可调的特点，可以有效解决柔性转子过临界时的剧烈振动问题。磁悬浮轴承本身是开环不稳定的，控制器决定了系统性能的好坏，而柔性转子过临界振动问题对控制器的设计又提出了极大的挑战。经典的PID算法虽然结构简单易于实现，但不能处理复杂的转子动力学特性问题，尤其在控制转子柔性模态时不能得到理想的效果。

为此，本论文展开基于鲁棒控制的磁悬浮柔性转子建模及振动控制研究，旨在解决柔性转子在临界转速处的剧烈振动问题。通过有限元法建立了柔性转子动力学模型及整个系统模型。基于v-gap度量建立了各参数不确定性的摄动量与v-gap度量值的关系，进而揭示了系统各不确定性对系统闭环稳定性的影响规律。搭建了磁悬浮柔性转子实验平台，设计了H_∞和μ综合控制器，并进行仿真分析和过临界实验研究。提出了基于置信区间的神经网络辨识方法对系统不确定性边界进行评估，并拟合出低阶的加权传递函数，得到模型不确定性的非保守表征。

答辩委员会

主席：

郭顺生 教授     武汉理工大学

委员：

吴超群 教授     武汉理工大学

卢  红 教授     武汉理工大学

谭跃刚 教授     武汉理工大学

丁国平 教授     武汉理工大学

秘书：

黄  芳          武汉理工大学