以立式飞轮电池为研究对象,应用集中质量法将其离散化为弹性轴承-偏置转子模型,建立起具有陀螺效应、弹性轴承、内部阻尼和刚度以及PID控制下的八自由度转子-轴承系统的数学模型,采用拉格朗日法推导了转子-轴承系统涡动微分方程。根据微分方程计算特征方程的特征值,利用最大特征值法判断系统随角速度变化的稳定性。借助MATLAB通过时域波形图、相图、Poincare图、幅频特性图研究转子在不同角速度下的振动特性,进一步验证了最大特征值原理的正确性。

运用非线性动力学现代理论对一非线性转子-轴承动力系统进行研究。基于Wilson-θ法并将其改进形成一种求解周期响应的局部迭代方法。针对转子系统具有的局部非线性特征，运用该方法使得非线性响应的迭代求解仅在非线性自由度上进行。运用Floquet稳定性分岔理论，结合Poincare映射研究系统周期响应的稳定性和分岔形式。数值结果展现系统具有周期、拟周期、多解共存、跳跃等丰富复杂的非线性现象。

为了建立合理的旋转机械转子同静止部件碰磨接触模型，需要确定碰磨的动载荷。将载荷识别的逆分析过程等同为一个多输入、多输出系统的反滤波过剩工给了多种目标函数下的碰摩力最优估计方法，利用所设计的测试装置，在转子试验台上同时测定子转子碰磨时的接触时间与碰磨产生的正向冲击力，最后，利用数值模拟及试验方式对载荷识别的逆优化分析方法作了验证。

为研究高速永磁电机在高转速工作条件下的振动特性,将其简化为转子-轴承系统,建立数学模型,利用Runge-Kutta法进行计算,得出支承刚度、阻尼、加速度和支承位置对转子振动特性的影响。研究结果表明:改变支承刚度可以改变临界转速值,不改变临界转速对应的最大振幅值;增大阻尼可以降低振幅值,不改变系统的临界转速值;增大转子的加速度可以降低最大振动幅值,但会增加系统的控制力矩;y方向支承位置改变产生的振动幅值大于x方向支承位置改变产生的振动幅值,且轴承在靠近轴承推力盘的位置产生的振幅大。最后可以通过控制加速度和刚度的方法来降低振动幅值,避开共振区。

针对转子-轴承系统中的转子多频振动问题,以转子-轴承-电磁作动器系统为研究对象,建立装有电磁作动器的转子系统动力学模型,提出了一种基于电磁力参数快速寻优的转子系统多频振动主动抑制方法。采用变步长寻优策略,快速获取电磁作动器的电流最佳参数,通过向转子施加具有多个频率成分的旋转电磁力来抑制转子的多频振动。实验结果表明,快速寻优策略比整周寻优用时短,能够实现转子系统多个频率振动成分的主动抑制。

由于受机械结构设计局限、材料组织不均匀、制造与装配工艺误差、载荷变化与冲击因素影响，转子-轴承系统会被激起扭转振动。周而复始易引发破坏性扭转共振，使损伤处失效。通过研究国内外扭转振动监测方法，结合实践中方法的设计实现，从测扭传感器、测量对象、信号传输三方面提炼进行比较与分析。从而得出磁电式传感器监测是一种较好的在线监测方法，即在主轴端部安装转速传感器进行测量。提出扭转振动监测方法的关键技术，即功能适用性、信号可靠性、环境适应性、可操作性、长期稳定性与经济适用性。某工况条件下，研究转子-轴承系统试验设备扭转振动在线监测的可行性。试验结果能够测出扭转振动角位移，说明该监测方法可行，满足工程测试要求。

为解决实际工程中卧式离心机高转速工作条件下的振动问题,对磁悬浮轴承支承的轴承振动特性进行分析。建立了转子-磁悬浮轴承振动系统的数学模型,考虑陀螺效应,基于非线性理论,运用Wilsonθ直接积分法并通过MATLAB软件求解出x,y两方向的振型、速度、轴心运行轨迹。结果表明：x向振动大于y向振动,且振幅呈衰减趋势,增大偏磁电流可有效降低转子的振幅;在考虑陀螺效应的情况下,转子轴心轨迹呈椭圆形。最后,通过ANSYS/Workbench仿真分析验证了数值结果的合理性。

基于风电增速箱2K-H直齿行星轮系,在行星轮系平移-扭转振动模型的基础上,结合传动系统的输入轴和输出轴,建立了转子-轴承系统模型。模型中考虑了齿轮副间隙,时变啮合刚度及其相位差,啮合阻尼,综合啮合误差及输入轴和输出轴两端轴承的刚度,输入轴和输出轴的刚度。建立了动坐标系,每个坐标系均有3个自由度。采用集中质量法,建立此模型,并利用拉格朗日方程法解运动微分方程。文中对近几年国内外有关行星轮系模型建立的方法进行了比较和总结,对工程实际中风力发电的行星齿轮传动系特性进行了研究。以此为基础,建立了基于风电增速箱行星轮系的转子-轴承系统的模型。