5自由度磁悬浮轴承—转子系统非线性动力学研究.pdfVIP

学兔兔 第 46卷第 20期 机 械 工 程 学 报 vo1．46 N o ．2O 2010年 10月 J0URNAL0F MECHANICAL ENGINEERING 0ct． 0 20 l DoI： l0．3901，JM E．2010．20．015 5自由度磁悬浮轴承一 转子 系统非线性动 力学研 究水 张 钢 殷庆振 蒋德得 梁世颇 (上海 大学机 电工 程 与 自动化 学 院 上海 200072) 摘要 ：为 了探讨磁悬浮轴承一转子系统的稳定性 ，从非线性 多 自由度 的角度对 5自由度主动磁悬浮轴承一转子系统 的非线性 动力学特性进行研 究。在考虑 电磁力 、重力和 不平 衡力周期性影响的情况 下，建立 5自由度磁浮轴承一转子系统的动力学模 型，通过泰勒 公式对其进行 非线性展 开，运用 多尺度法 的基本原理对 5 自由度 非线性微分方程进行复数处理。通过 Matlab 软件编程 ，借助庞加莱映射 图和 相图对系 统的运动形态进行 分析 ，得到在复数领域中的倍周期运动 、拟周期运动和混沌运动 的相 图及庞加莱 映射截面 图。在试验过程 中也发现 ，随着转速 的增加 ，磁悬浮轴承一转子系统 的轴心轨迹 由有规律的稳定运 动状态进入无规律 的失稳运动状态 。数值模拟和试验结果都表明 ：磁悬浮轴承一转 子系统 中存在丰 富的非线性动力学现 象， 在不 同参数条件下 ，系统存在稳定的倍周期运动、临界的拟周期运动和失稳的混沌运动现象 。 关键词 ：5自由度 磁悬浮轴 承 转子系统 非线性动力 学 中 图分 类 号 ：TH133．3 Researchon Nonlinear Dynamics of Five．DOF A ctiveMagnetic Bearings—rotor System ZHANGGang YINQingzhen JIANGDede LIANG Shipo (School of Mechatronics Engineering and Aut