基于复模态模型修正方法的磁悬浮轴承支承参数识别

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1、第42卷第6期2010年12月南JournalOf京航空航NanjingUniversity天大学ofAeronautics学报&AstronauticsV01．42No．6Dec．2010基于复模态模型修正方法的磁悬浮轴承支承参数识别张保强1郭勤涛2陈国平1谢振宇(1．南京航空航天大学航空字航学院，南京，210016；2．南京航空航天大学机电学院，南京，210016)摘要：针对较大阻尼的磁轴承，转子系统，采用复模态模型修正技术，识别其支承刚度和阻尼参数。结合通用有限元软件NASTRAN与工程软

2、件MATLAB，以实际磁轴承一转子系统为例，应用复模态实验数据识别得到了转子悬浮静止时磁轴承的刚度和阻尼参数，使得修正后有限元计算与实验数据之阍的频率相对误差在lo％以内，阻尼比相对误差也得到改善。研究表明，所提出的基于复模态的模型修正方法对具有较大阻尼的磁轴承支承刚度和阻尼参数识别是非常有效的。关键词：复模态；粘性阻尼；磁悬浮轴承；有限元模型修正；参数估计中图分类号：0327；THll3文献标识码：A文章编号：1005—2615(2010)06—0748-05ParameterIdentifi

3、cationofActiveMagneticBearingSupportBasedonFiniteElementModelUpdatingUsingComplexModalDataZhangBaoqian91，GuoQinta02，ChenGuopin91，XieZhenyu2(1．CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China；2．CollegeofMe

4、chanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Thedeterminationoftheexactvalueofthestiffnessanddampingparametersofactivemagnet—icbearing(AMB)supportisfundamentaltOaccuratedynamicanalysisofth

5、eAMB—Rotorsystem．Theidentificationofthesupportstiffnessanddampingparametersisperformedforthelargedampingsys—tern，thusresultinginasystemwithreducedsupportstiffnessanddampingparameters．Inaddition，afrequencyerroroflessthan10％betweenthepredictedandthemea

6、suredmodelsisobtainel，andanim—proveddampingisachieved．Resultsdemonstratetheeffectivenessoftheupdatingmethodusingcorn—plexmodaldatainparameteridentificationofAMBsupportwiththelargedamping．Keywords：complexmodal；viscousdamping；activemagnetichearing；fini

7、teelementmodelupdating；parameterestimation主动磁轴承(Activemagneticbearing，AMB)是近年来发展起来的一种无摩擦、无磨损、无污染、能耗小的高科技产品。磁悬浮转子系统的动态特性是磁悬浮支承与转子动力学综合作用的结果，迄今为止，很难查到磁轴承的相关动力学特性参数数据来参考。因此，对磁悬浮轴承的动态特性及支承参数识别的研究显得尤为重要。对此，文献[1，2]都从实验和仿真两方面研究了磁悬浮轴承的动态特性；Alasty等人[33提出了一种新的

8、非线性电磁力及参数识别的方法；Kasarda等[43采用多点技术测量了磁轴承的电磁力；白金刚等墨3以磁悬浮储能飞轮为对象，分别采用电磁力测量法和自由振荡法对磁轴承的电流系数和位移系数进行了辨识。而这些针对磁轴承的研究都是基于基金项目：国家自然科学基金(50675105，50575i01)资助项目。收稿日期：2010一Ol一30；修订日期：2010—06—23作者简介：张保强，男，博士研究生，1981年9月生；郭勤涛(联系人)，男，副教授，E—mail：guo—qintao@nuaa．edu．cn