旋轉機械轉子系統(tǒng)不平衡參數識別及優(yōu)化方法研究.pdf

1、旋轉機械如離心泵、汽輪機、壓縮機、航空發(fā)動機等是工業(yè)領域乃至國防領域的重要設備，具有舉足輕重的作用。轉子不平衡是旋轉機械的常見故障，它影響機器的健康運行，且容易誘發(fā)其他二次故障。有效降低轉子不平衡程度對維護機器正常工作、保證機器長周期運行具有重要的意義。減小轉子不平衡的有效方法是對不平衡轉子進行動平衡。轉子現場動平衡需添加試重，多次啟停機，費時費力，如能準確識別轉子不平衡量的參數，進而確定配重位置，直接添加配重，則能縮短設備動平衡時間、

2、降低動平衡成本。鑒于此，本文針對旋轉機械轉子系統(tǒng)不平衡問題，進行了柔性轉子系統(tǒng)不平衡參數的識別研究，提出了基于優(yōu)化算法的旋轉機械轉子系統(tǒng)不平衡參數識別方法，準確識別轉子不平衡參數，進而準確確定配重位置，一次配重成功。論文主要工作如下:
　　(1)提出一種模態(tài)擴展與優(yōu)化算法相結合的轉子不平衡參數識別方法，以單盤轉子系統(tǒng)為研究對象，采用模態(tài)擴展理論，估計出了等效不平衡力，準確識別出了不平衡量的軸向位置，建立了只包含不平衡量參數的目標函

3、數，采用蟻獅算法、遺傳算法、模擬退火算法、果蠅算法優(yōu)化目標函數，仿真和實驗研究結果表明:果蠅算法的識別結果相對較優(yōu)，該方法能夠準確識別轉子的不平衡參數。
　　(2)提出一種反問題與優(yōu)化算法相結合的轉子不平衡參數識別方法，以單盤轉子系統(tǒng)為研究對象，構建不平衡響應、不平衡量、頻響函數之間的等量關系，利用振動數據估算等效不平衡力，通過不同優(yōu)化算法識別不平衡參數，仿真和實驗研究結果表明:果蠅算法的識別結果相對較優(yōu)，提出的不平衡識別方法能準

4、確識別不平衡參數。
　　(3)針對反問題需要獲取不平衡量軸向位置的局限性，提出模態(tài)擴展與反問題相結合的轉子不平衡識別方法，以雙盤轉子系統(tǒng)為研究對象，首先采用模態(tài)擴展技術識別出不平衡的軸向位置，然后采用反問題估算等效不平衡力，構建目標函數后，采用不同優(yōu)化算法識別轉子不平衡參數，仿真和實驗研究結果表明:遺傳算法識別結果相對較優(yōu)，該方法能夠準確識別轉子不平衡參數，依據識別結果進行了動平衡實驗，平衡后振幅下降明顯，驗證了所提識別方法的可靠