通过电机电流信号的分析与处理,对作用于转子系统的两种正弦载荷的线性叠加载荷进行定性与定量识别,提出了以下识别方法采用小波分析方式对信号进行降噪处理,对载荷进行定性识别;采用希尔伯特模量法、快速傅里叶变换(FFT)滤波以及支持向量机(SVM)方式,在电机电流信号中获取两种正弦信号的频率与幅值,对两个正弦线性叠加后的叠加载荷进行定量识别。运用转子系统试验台,进行叠加正弦载荷定性与定量识别的试验,验证了识别方法的可行性以及识别准确性。

转子系统作为旋转机械装备中重要的动力输出装置,当系统发生碰磨故障时会对整个设备运行状态产生影响,为了利用电机定子电流信号来对转子系统碰磨故障进行诊断,在考虑圆盘质量偏心因素的条件下,建立了转子在碰磨状态下的弯扭耦合振动数学模型,基于库伦摩擦力模型对碰磨力进行求解,再利用拉格朗日方程推导建立了转子系统碰磨弯扭耦合运动微分方程。把电磁扭矩作为纽带,利用MATLAB/Simulink软件建立了三相异步电机-转子系统碰磨机电耦合模型并进行仿真实验。对仿真得到的电流信号进行频谱分析,同时分析振动信号和绘制轴心轨迹用来作为对比验证。仿真结果表明可以通过监测电机的定子电流的特性来对转子系统的碰磨故障进行诊断,这为转子系统动力学研究与故障诊断提供了新的手段,便于对转子系统故障进行预测从而避免严重事故的发生。

作为转子系统动静碰磨的一种特殊形式,转子单点碰磨的研究与分析对碰磨故障诊断具有重要意义,为了全面有效地对其进行研究,提出了一种结合定子电流信号与振动信号的故障诊断方法,推导了定子电流信号如何反应动静碰磨特性,同时利用变分模态分解对振动信号的微弱故障特征进行了提取,分析观察两种信号的频谱特征,可以通过捕捉边频带来判断转子是否发生碰磨。利用MATLAB/Simulink对故障诊断原理进行了仿真实验,结合具体转子系统平台进行实验成功检测出了转子单点碰磨故障。

转子系统不平衡-轴承耦合故障下,不平衡故障特征与轴承故障相互调制,弱故障特征易被强故障特征和强噪声成分淹没。通过稀疏表示最优参数的选取,减少稀疏重构误差,提出一种多步网格搜索优化稀疏诊断方法,进一步提高了稀疏表示算法的抗干扰能力。首先,基于多步网格搜索理论,建立多步网格搜索优化稀疏表示方法模型,实现计算精度的提高;其次,通过优化位移因子和频率因子,实现基于自适应Gabor原子字典正交匹配追踪算法的信号重构;最后,对不同信噪比的耦合仿真故障数据进行分析。结果表明,随噪声干扰增大,所提方法的抗干扰能力增强。不同实验案例进一步验证了所提方法的准确性和适用性。

微型高速轴向柱塞泵转子系统在充满油液的壳体内高速旋转时,产生较大的力矩损失,影响柱塞泵的效率。首先,建立了轴向柱塞泵转子系统力矩损失仿真模型。其次,分析了其力矩损失组成和柱塞泵转速与斜盘倾角对其力矩损失的影响。最后,通过不同切片位置下柱塞泵转子系统油液速度场和压力场分布特点,分析了其力矩损失。结果表明:转子系统压差力矩损失约为其黏性摩擦力矩损失的11倍,其中,柱塞-滑靴压差力矩损失约占70%;随着转角的变化,压差力矩损失波动较大,黏性摩擦力矩损失几乎保持稳定。油液压力呈梯形分布且51.4°周期性剧烈波动,由旋转中心到壳体内壁压力逐渐增大;同时,靠近出油口和下止点位置处,油液压力较小。

电流变液是一种智能材料，它具有控制方便、反应快等特点，适合于振动控制方面的应用。配方针对摩擦式电流变阻尼器转子振动系统设计了自适应模糊逻辑控制策略，进行了转子系统振动主动控制的实验研究，验证了自适应模糊控制方法的有效性。实验表明，模糊逻辑控制方法具有算法实现简易、善于利用专家的经验以及自适应能力强等诸多优点；转子电流变阻尼器振动系统在模糊逻辑控制器的控制之下，不但一阶临界振动得到有效抑制，而且其它

建立了转子-挤压油膜阻尼器-滑动轴承系统的动力学计算模型,分析了挤压油膜阻尼器对滑动轴承-转子系统的强迫振动的影响、挤压油膜阻尼器的刚度和阻尼搭配关系以及转子-挤压油膜阻尼器-滑动轴承系统的自由振动稳定性问题。研究结果表明,合理的外弹性支承可以使系统的振幅得到有效控制,而且也提高了系统的稳定性;如要减小系统的振幅可以通过一个低的支承刚度和一个合适的阻尼来实现。在小的支撑刚度的情况下,存在一个很宽的支承阻尼域,此域可以获得低幅值的不平衡响应。

为了增强海水泵的可靠性能,需要对海水泵转子-轴承系统进行临界转速分析。采用横向和纵向综合分析新型模态方法,通过有限元软件Workbench研究导轴承刚度、联轴器的扭转刚度、支撑间隙对海水泵转子系统临界转速的影响。通过改变轴承之间的支撑间距发现:轴的一阶及二阶临界转速随着轴承间距的增加而增加;从转子“干”和“湿”的横向和纵向的模态分析发现:转子的一阶临界转速远离转子系统的固定频率及倍频处,满足API设计标准。同时采用理论值与有限元计算值对比分析,提高模拟计算准确性,增强泵的安全可靠性。

为了深入地研究转子-轴承系统的分岔规律，揭示转子系统丰富的非线性动力学行为，采用短轴承非稳态非线性油膜力的一般数学模型获得圆柱轴承的非线性油膜力表达式。在一定参数条件下，采用非线性动力学理论和方法，对刚性Jeffcott转子系统的动力学特性进行了分析。通过计算得到了系统的分叉图、时间历程、轴心轨迹、相图及Poincare映射图。计算结果表明-在特定的参数域内系统存在丰富的非线性动力学行为。该方法收敛速度快、精度高，为定性控制转子-轴承系统的稳定运行状态提供了理论依据。

水平定向钻机的液压系统是实现其各执行机构运动与控制的关键系统。基于水平定向钻机的结构特点和作业要求，设计了由动力头行走（钻进／回拖）子系统、钻杆旋转子系统以及辅助子系统组成的液压系统，利用功率键合图法对其关键系统进行建模，利用Simulink软件对模型进行仿真分析，得出其动态特性和参数影响关系，并以降低高压油路压力为目标，对系统部分参数进行了优化。分析和设计结果为水平定向钻机疲压系统的进一步完善设计与应用提供了依据。