《基於類模態的非比例阻尼轉子基座參數辨識方法研究》是依託中山大學，由Minli Yu擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於類模態的非比例阻尼轉子基座參數辨識方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：Minli Yu
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
轉子基座對轉子機械的整體運動狀態有重大影響，許多基於參數模型的轉子故障診斷、機構設計以及動力學分析, 都要求提供高精度的基座參數模型。本項目擬基於類模態，提出一種新的參數辨識方法，用於辨識假設非比例阻尼的轉子基座參數模型。利用類模態的特質，將模態分析方程在物理坐標下解耦，推導出一式多解的參數辨識方程，使該方程的每一解分別對應每一振動模態的參數。提出一種雙重疊代算法，通過轉子機械運作時獲得的基座激振力與位移回響，對推導出的含複數參數的非線性方程進行求解，將每一模態獨立辨識出來。基座的激振力通過使用轉子在軸承支承點上的絕對位移，結合轉子模型和轉子不平衡狀況來計算，並通過分析轉子的阻尼與渦動狀況提高激振力計算的準確性。本項目所提出的基座參數辨識方法將辨識出更準確、更可靠的假設非比例阻尼的基座參數模型，有望為未來的轉子機械研究、提高機械工作效率以及延長機械壽命提供堅實的基礎，具有重要的研究意義。
結題摘要
轉子機械的基座對機械的整體運動狀態有重大影響。因此，如果能獲得準確、可靠的基座參數模型，對轉子故障診斷、機構設計以及動力學分析均有重要的意義。本項目提出了一種基於非比例阻尼模型的基座參數模型辨識方法，使辨識出的參數模型更為準確且廣泛適用。通過提出了復類模態的概念，我們成功將含非比例阻尼矩陣的模態分析方程在狀態坐標下解耦，從而推導出一式多解的非線性辨識方程。由於該方程的每一組解分別對應每一階的復模態參數，我們可以對每一階的模態參數進行獨立求解，從而有效地簡化了參數辨識的過程。我們提出了一種含約束的雙重疊代算法，通過代入轉子機械運作時獲得的基座激振力與位移回響對參數辨識方程進行求解。該算法先對每一階的類模態參數進行預辨識，辨識出特徵值的大約值，然後再對特徵值的上下限加以約束，並重新疊代計算出更為準確的復模態參數。我們搭建了一座轉子機械實驗平台來採集實驗數據，用於對所提的參數辨識方法進行實驗驗證。結合轉子機械試驗，我們提出了一種通過結合轉子的阻尼及渦動狀況來計算支承結構荷載的方法。實驗驗證的結果表明，本項目所提的方法可以準確、可靠地辨識出轉子機械支承結構的參數模型，因此，該方法有望可以被套用於工程實踐當中。另一方面，結合復類模態的概念，我們提出了一種針對非比例阻尼結構的損傷識別方法，該方法通過分析結構損傷前後的的類模態變化以及損傷靈敏度，同時識別出結構與其外接阻尼器的損傷/損壞狀況。我們搭建了一套含外接阻尼器的懸臂樑振動實驗台，用於驗證所提理論在實驗條件下的準確性與穩定性。實驗結果表明，通過引入復模態，我們可以有效、準確地識別出含非比例阻尼結構的損傷狀況，具有重要工程實踐意義
