收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

电磁轴承—转子系统的非线性动力学

张海燕  
【摘要】: 主动式电磁轴承(AMBs)被广泛地应用于工业和航空航天工程中,但由于电磁控制力是被控对象的位移和控制电流的非线性函数,因而构成了一个非线性机电系统。非线性力的作用使转子在某些参数域中产生相当大的振动,因此分析该类系统的非线性振动特性和稳定性一直是电磁轴承-转子动力学研究的重要课题。在这类系统中含有极其丰富和复杂的动力学行为,如分叉、分形和混沌动力学等。本文研究了电磁轴承-转子系统的非线性动力学,表明电磁轴承-转子系统在某些参数区域内可以出现全局分叉和混沌运动。 本文的研究内容和所获得的主要结果有以下几个方面: (1)综述了磁悬浮研究的历史,介绍了主动式电磁轴承-转子系统在工程实际中的应用,主动式电磁轴承的研究现状,总结了近十年来国内外对电磁轴承-转子系统非线性动力学的研究进展和取得的成果,指出了电磁轴承发展的趋势及进行非线性动力学研究的必要性。介绍了高维扰动Hamilton系统的全局摄动方法。 (2)当考虑转子质量时,电磁轴承-转子系统在水平方向和垂直方向的动力学方程是不同的,并导致系统的非线性特性不同。因此首先建立了考虑转子质量的二自由度刚体电磁轴承-转子系统模型,电磁轴承具有八个极对,从而使承载能力增加。得到了电磁轴承-转子系统二自由度的非线性动力学方程。 (3)利用多尺度方法,研究了电磁轴承-转子系统的1/3亚谐共振和1/2亚谐共振情况下的非线性动力学,得出了两种共振情况下的频幅响应方程。利用数值模拟方法得出了1/3亚谐共振和1/2亚谐共振情况下的局部分叉和振幅-频率响应曲线。 (4)研究了电磁轴承-转子系统在变刚度情况下的全局分叉和混沌动力学。利用多尺度方法得出了主参数共振情况下的平均方程,利用Normal Form理论对具有双零特征值和一对纯虚特征值的平均方程进行了简化,得到了平均系统的Normal Form。利用全局摄动法研究了电磁轴承-转子系统的全局分叉和混沌动力学,利用数值模拟方法分别对平均方程和原方程进行了分析,得到了的描述系统混沌运动的相图和波形图,从而验证了理论结果的正确性。上述研究说明电磁轴承-转子系统可以出现混沌运动,并且混沌运动具有初值敏感性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 罗诗裕 ,邵明珠 ,唐建宁;沟道粒子的全局分叉性质[J];重庆交通学院学报;1988年02期
2 杨莉;郝育新;;用渐进摄动法对具有二次非线性项的多自由度系统摄动分析[J];机械工程学报;2011年01期
3 张伟,霍拳忠;1/2亚谐共振—主参数共振情况下非线性振动系统的余维2退化分叉[J];应用力学学报;1993年02期
4 汪希平,崔卫东;电磁轴承用非接触式位移传感器的研究[J];上海大学学报(自然科学版);1998年01期
5 张伟,霍拳忠;参数激励与强迫激励联合作用下非线性振动系统的余维2退化分叉[J];力学学报;1992年06期
6 张伟,王秀彦,姚明辉;扰动sine-Gordon方程的混沌动力学(英文)[J];北京工业大学学报;2004年02期
7 虞烈;;第8届电磁轴承国际会议简介[J];国际学术动态;2003年03期
8 谢建华;三次映射的全局分叉与浑沌[J];西南交通大学学报;1994年01期
9 汪希平;电磁轴承系统及其仿真方法[J];上海大学学报(自然科学版);1995年03期
10 祁庆中,赵鸿宾;电磁轴承控制系统的研究与探讨[J];应用科学学报;1997年02期
11 谢建华;振动锤的数学模型与全局分叉[J];力学学报;1997年04期
12 徐皆苏;徐健学;;耦合非线性振荡系统运动的一种全局分叉[J];振动工程学报;1988年03期
13 罗冠炜,谢建华,孙训方;存在间隙的两自由度振动系统的周期运动及全局分叉[J];铁道学报;1999年06期
14 李磊,王照林,曾江红;旋转充液系统非线性稳定性和动力学分析[J];清华大学学报(自然科学版);1995年02期
15 蔡国强,朱位秋;推导随机平均方程的一种新方法[J];应用力学学报;1987年04期
16 牛保青;袁静;;一类微分方程解与其平均方程解之间的关系[J];广西民族大学学报(自然科学版);2008年02期
17 袁德强;李波;;Duffing方程解与其平均方程解之间的关系[J];安阳工学院学报;2009年04期
18 郝育新;雷纪刚;杨莉;王蓓蕾;;基于AP法的一类非线性机械动力系统的求解[J];数学的实践与认识;2009年23期
19 唐建宁,刘永明,刘曾荣;硬弹簧Duffing方程的全局分叉[J];力学与实践;1987年01期
20 徐建康,谢友柏,毛军红;电磁轴承—转子系统的动态特性[J];应用力学学报;1991年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张海燕;张伟;;电磁轴承-转子系统在1/3共振情况下的非线性振动和分叉[A];钱学森技术科学思想与力学论文集[C];2001年
2 蒋科坚;祝长生;;一种电磁轴承转子系统振动主动抑制方法[A];第9届全国转子动力学学术讨论会ROTDYN'2010论文集[C];2010年
3 刘文洲;楚军;赵雷;;电磁轴承磁场分析和优化设计[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
4 张伟;姚明辉;;两自由度机械系统的Shilnikov型多脉冲轨道[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
5 谷会东;赵雷;赵鸿宾;;电磁轴承在转子过临界中的应用[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
6 库少平;胡业发;周祖德;;电磁轴承多传感器数据融合处理[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
7 贺航宇;谷会东;石磊;赵雷;张良驹;;基于虚拟仪器的电磁轴承系统辨识研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
8 姚明辉;张伟;;利用广义Melnikov方法研究薄板的多脉冲混沌运动[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
9 王洪涛;于溯源;杨国军;徐旸;赵雷;;HTR-10GT电磁轴承实验转子临界转速分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
10 徐旸;赵雷;于溯源;;电磁轴承可靠性问题初探[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姚志刚;压电复合材料结构的复杂非线性动力学与控制的研究[D];北京工业大学;2009年
2 顾恩国;控制混沌动力系统中吸引子的稳定邻域及非线性生态系统中的可行吸引域的全局分叉[D];复旦大学;2004年
3 李双宝;高维非线性系统的全局分叉和多脉冲混沌动力学的研究及应用[D];北京工业大学;2010年
4 高美娟;六维非线性系统的复杂动力学研究[D];北京工业大学;2010年
5 杨志轶;飞轮电池储能关键技术研究[D];合肥工业大学;2002年
6 杨欢;混合能源系统若干关键部件的研究[D];浙江大学;2008年
7 杨建喜;基于非线性混沌动力学理论的在役桥梁状态分析研究[D];重庆交通大学;2011年
8 褚海英;飞轮电池及其混合磁悬浮控制系统的研究[D];北京交通大学;2009年
9 丁千;材料阻尼、密封力激励下转子系统失稳机理的非线性分析[D];天津大学;1997年
10 谭立新;水气二相流数值模拟研究[D];四川大学;1999年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张海燕;电磁轴承—转子系统的非线性动力学[D];北京工业大学;2002年
2 顾艳庆;电磁轴承转子系统动力学特性研究[D];北方工业大学;2012年
3 陈晓龙;基于DSP的电磁轴承控制系统及应用研究[D];西北工业大学;2004年
4 王怀颖;电磁轴承结构参数优化设计[D];西安理工大学;2002年
5 左彬;主动电磁轴承—转子系统控制器的设计[D];浙江大学;2010年
6 熊剑;电磁轴承转子轴向位移的径向测量研究[D];清华大学;2004年
7 向维娜;电磁轴承控制系统设计及Matlab仿真研究[D];电子科技大学;2011年
8 王春生;基于FPGA的主动电磁轴承控制系统设计[D];湖南大学;2010年
9 吴昊天;电磁轴承PID控制器的参数分析及鲁棒控制器设计[D];西北工业大学;2003年
10 李德斌;磁悬浮轴承数字控制器的研究[D];山东科技大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 记者 宋文华;“十五”轴承科技开发项目确定[N];中国机电日报;2001年
2 魏然;中国机械设计史上的功勋图书[N];科技日报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978