[发明专利]一种基于矩估计法的密封动力特性系数数值获取方法

摘要

本发明提供一种基于矩估计法的密封动力特性系数数值获取方法，包括：将气缸的密封中心O作为原点建立坐标系；设定气缸的转子在t时刻偏心位置以椭圆轨迹进行涡动，偏心位置作为涡动中心，得到椭圆涡动轨迹位移方程；对时间变量t求导，得到转子轨迹涡动速度公式；根据转子小位移涡动理论得到密封中流体激振力与转子的涡动位移、涡动速度成线性关系；根据矩估计法设定转子所受流体激振力F_X1,F_Y1,F_X2,F_Y2,……,F_Xn，F_Yn是总体样本F_X,F_Y的一个样本；设定总体样本转子所受流体激振力F_X，F_Y中前8阶矩存在，得到8个密封动力特性系数的公式及转子所受流体激振力的样本矩；根据矩估计法及8个密封动力特性系数的公式，得到联立方程组后求解得到8个密封动力特性系数。

主权项

1.一种基于矩估计法的密封动力特性系数数值获取方法，用于对气缸的密封动力特性系数进行获取，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将所述气缸的密封中心记为静子中心O，并将该静子中心O作为以X为横坐标，Y为纵坐标的坐标系的原点来建立(X，Y)坐标系；步骤2，设定所述气缸的转子在t时刻的偏心位置上以椭圆轨迹进行涡动，并将所述偏心位置作为涡动中心，记坐标为(x0，y0)，则得到椭圆的涡动轨迹的位移方程；步骤3，在所述(X，Y)坐标系中，对时间变量t进行求导，得到所述转子的轨迹的涡动速度的函数表达式；步骤4，根据转子小位移涡动理论即当所述转子的轴心绕所述静子中心O做小位移涡动时，密封中的流体激振力与所述转子的涡动位移、涡动速度成线性关系，并满足关系式：步骤5，根据矩估计法原理，设定所述转子所受的流体激振力FX1,FY1,FX2,FY2,……,FXn，FYn是总体FX,FY的一个样本，且所述转子所受流体激振力FX，FY由计算流体力学得到，Fx1，Fy1，Fx2，Fy2，……，Fxn，Fyn是相应于样本FX1,FY1,FX2,FY2,···,FXn，FYn的一个样本值，Kxx，Kxy，Kyx，Kyy，Cxx，Cxy，Cyx，Cyy是待估参数，所述转子所受流体激振力的概率密度记为f(Fx，Fy；Kxx，Kxy，Kyx，Kyy，Cxx，Cxy，Cyx，Cyy)；步骤6，设定总体样本的所述转子所受的所述流体激振力FX，FY中前8阶矩存在，则得到8个密封动力特性系数的函数表达式：且所述转子所受的所述流体激振力的样本矩的表达式为：步骤7，根据所述矩估计法原理以及式(2)，得到所述8个密封动力特性系数的联立方程组：步骤8，根据式(3)和式(4)得到：而后用Ai分别代替式(4)和(5)中的μi，且i＝1，2，3，4，5，6，7，8，得到：将式(6)中的8个参数分别作为所述8个密封动力特性系数的估计量，该估计量为矩估计量，所述矩估计量的观察值为矩估计值，根据该矩估计值通过所述矩估计法原理得到所述8个密封动力特性系数，其中，式(1)‑(6)中，F_x表示x方向流体激振力；F_y表示y方向流体激振力；X表示x方向涡动位移；Y表示y方向涡动位移；表示x方向涡动速度；表示y方向涡动速度；K_xx表示x方向直接刚度；K_xy表示x方向交叉刚度；K_yy表示y方向直接刚度；K_yx表示y方向交叉刚度；C_xx表示x方向直接阻尼；C_xy表示x方向交叉阻尼；C_yy表示y方向直接阻尼；C_yx表示y方向交叉阻尼。