[发明专利]一种基于模型的转子无试重失衡参数辨识方法

说明书

技术领域

本发明属于旋转机械系统振动故障诊断与控制技术领域，具体涉及一种基于模型的转子无试重失衡参数辨识方法。

背景技术

旋转设备是机械工业中广泛应用的设备，旋转设备主轴转子不平衡是导致旋转机械振动的一项主要诱因，转子动平衡就是通过改变转子质量分布的方法，在转子适当的位置，添加（或取出）一些质量，从而控制转子的不平衡量，达到减小机器振动，降低噪声的目标。影响系数法和模态平衡法是目前现场动平衡最为常用的技术，其中影响系数法需通过添加试重并多次启动来获取平衡响应，这成为进一步提高现场平衡效率的瓶颈，而模态平衡法需要事前知道模态振型和广义质量，对于实际运行的多跨转子，要获取转子-轴承-支撑系统精确的模态振型并非易事，同时在现场测试中传感器的轴向布点往往受到限制可能使得某些模态不平衡量的识别受限。通过振动测试得到的数据无试重计算不平衡质量是现场平衡的追求目标。这种方法首先需要建立转子有限元模型，对于大型回转设备，比如说汽轮发电机系统，要建立精确的轴瓦与支撑数学模型是异常困难的，举例说影响轴瓦的油膜特性的因素就包括轴瓦间隙、润滑油温、静态负载，这些参数在实际运行的机组中很难得到精确描述，对于相同结构的支撑来说，不同部件连接刚度的差异可能导致同一支撑的振动特性差别很大，等等。以上不确定性导致建立系统精确的有限元模型变得十分困难。英国斯旺西大学的Arthur W.Lees与Michael I.Friswell等人发表于1997年的论文提出了一种考虑弹性支撑的无试重平衡方法，该方法通过已知的精确转子-轴承-支撑有限元模型与近似的轴瓦参数结合支撑的原始振动，将柔性支撑用未知的刚度与质量矩阵表述并与不平衡质量一起作为辨识参数，其中轴承刚度系数采用短轴承理论计算得到，然而考虑到上述不确定性，辨识结果很难与理论相符。因此有必要对参数辨识过程做进一步的简化和改进。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于模型的转子无试重失衡参数辨识方法，辨识结果与理论相符。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于模型的转子无试重失衡参数辨识方法，包括以下步骤：

步骤一，转子-轴承-支撑系统动力学建模

在转子-轴承-支撑力学传递系统中，转子通过滑动轴承与弹性支撑相连接，不平衡激振力f_u作用在转子上，则系统的运动学方程描述为：