旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡參數(shù)識別及優(yōu)化方法研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機械如離心泵、汽輪機、壓縮機、航空發(fā)動機等是工業(yè)領(lǐng)域乃至國防領(lǐng)域的重要設(shè)備，具有舉足輕重的作用。轉(zhuǎn)子不平衡是旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子不平衡程度對維護(hù)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(zhuǎn)子不平衡的有效方法是對不平衡轉(zhuǎn)子進(jìn)行動平衡。轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡需添加試重，多次啟停機，費時費力，如能準(zhǔn)確識別轉(zhuǎn)子不平衡量的參數(shù)，進(jìn)而確定配重位置，直接添加配重，則能縮短設(shè)備動平衡時間、

2、降低動平衡成本。鑒于此，本文針對旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡問題，進(jìn)行了柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡參數(shù)的識別研究，提出了基于優(yōu)化算法的旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡參數(shù)識別方法，準(zhǔn)確識別轉(zhuǎn)子不平衡參數(shù)，進(jìn)而準(zhǔn)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(kuò)展與優(yōu)化算法相結(jié)合的轉(zhuǎn)子不平衡參數(shù)識別方法，以單盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對象，采用模態(tài)擴(kuò)展理論，估計出了等效不平衡力，準(zhǔn)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(shù)的目標(biāo)函

3、數(shù)，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(biāo)函數(shù)，仿真和實驗研究結(jié)果表明:果蠅算法的識別結(jié)果相對較優(yōu)，該方法能夠準(zhǔn)確識別轉(zhuǎn)子的不平衡參數(shù)。
　　(2)提出一種反問題與優(yōu)化算法相結(jié)合的轉(zhuǎn)子不平衡參數(shù)識別方法，以單盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對象，構(gòu)建不平衡響應(yīng)、不平衡量、頻響函數(shù)之間的等量關(guān)系，利用振動數(shù)據(jù)估算等效不平衡力，通過不同優(yōu)化算法識別不平衡參數(shù)，仿真和實驗研究結(jié)果表明:果蠅算法的識別結(jié)果相對較優(yōu)，提出的不平衡識別方法能準(zhǔn)

4、確識別不平衡參數(shù)。
　　(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(kuò)展與反問題相結(jié)合的轉(zhuǎn)子不平衡識別方法，以雙盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對象，首先采用模態(tài)擴(kuò)展技術(shù)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(gòu)建目標(biāo)函數(shù)后，采用不同優(yōu)化算法識別轉(zhuǎn)子不平衡參數(shù)，仿真和實驗研究結(jié)果表明:遺傳算法識別結(jié)果相對較優(yōu)，該方法能夠準(zhǔn)確識別轉(zhuǎn)子不平衡參數(shù)，依據(jù)識別結(jié)果進(jìn)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