Robust vibration control for the high speed overhung rotor system considering the gyroscopic effect of rotor
Robust vibration control for the high speed overhung rotor system considering the gyroscopic effect of rotor
批准号:
14550216
负责人:
MIZUTANI Kazuki
金额:
$2.24万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份:
2002
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2002 至 2004
中文摘要
本研究旨在探讨主动式振动控制系统,以有效降低悬臂转子旋转机械的不平衡振动。由于旋转机械的构造限制,振动控制系统可能难以装备在悬臂转子上,因此难以直接控制悬臂转子的振动。高速悬臂转子具有很强的陀螺效应,采用主动柔性支承轴承座作为振动控制装置,由柔性支承轴承和电磁作动器组成。由于陀螺效应,悬臂转子的振动的x和y分量彼此耦合,并且用于减小振动的控制增益取决于转子的旋转速度。H_∞控制作为鲁棒控制在系统中执行。为了简化陀螺作用下H ∞控制器的设计,利用H ∞控制理论,从忽略陀螺作用的悬臂转子系统的状态方程中推导出控制增益,即利用卡尔曼滤波器对陀螺作用下悬臂转子系统的状态变量进行估计。数值仿真结果表明,与最优调节器理论相比,本文所设计的H_∞控制器具有同样的振动抑制效果,但鲁棒性更强。将模拟结果与实验结果进行了比较,结果表明两者具有相似的趋势。
英文摘要
This research studies an active vibration control system to effectively reduce the unbalanced vibration of rotating machinery with an overhung rotor. It is difficult to control vibrations of the overhung rotor directly because the vibration control system may be hardly equipped on the overhung rotor due to restrictions in construction of rotating machinery. In this study, the overhung rotor is supported by an actively flexible bearing pedestal as a vibration control device that is consisted of a flexibly supported bearing and electromagnetic actuators.A high-speed overhung rotor has a very strong gyroscopic effect. Due to the gyroscopic effect, the x and y components of vibration of the overhung rotor couple each other, and a control gain to reduce vibration is dependent on a rotating velocity of the rotor. The H_∞ control is performed in the system as a robust control. In order to simplify the design of the H_∞ controller for the system with the gyroscopic action, the control gain is derived from state equations of overhung rotor system ignored the gyroscopic term by the H_∞ control theory that is estimated state variables by the Kalman filter for overhung rotor system with the gyroscopic action are used. As results of numerical simulation, use of the H_∞ controller developed in this study gives the similar effective vibration suppression but higher robustness in comparison with use of the optimal regulator theory. The simulated results are compared with experimental ones and both results show the similar tendency in this study.
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Vibration control for an overhung roller in textile machine considering the stiffness of control device stand
考虑控制装置支架刚度的纺织机悬臂罗拉振动控制
DOI:
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发表时间:
2004
期刊:
Journal of Sound and Vibration No.269
影响因子:
--
作者:
[Kazuki Mizutani]
通讯作者:
Kazuki Mizutani
西山 幸伸: "能動弾性軸受台で支持されたオーバーハング回転軸系の最適振動制御に関する研究"計測自動制御学会 三重地区計測制御研究講演会講演論文集. 47-50 (2003)
Yukinobu Nishiyama:“由主动弹性轴承座支撑的悬垂旋转轴系统的最佳振动控制研究”三重地区仪表和控制研究会议论文集,仪表和控制工程师学会,47-50(2003)
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
水谷 一樹: "電磁アクチュエータによるオーバーハング回転軸系の最適振動制御に関する研究"三重大学地域共同研究センター研究報告. No.10(印刷中).
水谷和树:“利用电磁执行器对悬垂旋转轴系统进行最佳振动控制的研究”三重大学地区合作研究中心研究报告第10号(正在出版)。
DOI:
--
发表时间:
期刊:
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
オーバハング回転軸系の最適振動制御に関する研究
悬伸转轴系统振动优化控制研究
DOI:
--
发表时间:
2004
期刊:
日本機械学会論文集 C編 70巻,700号
影响因子:
--
作者:
[Kazuki Mizutani, Kazuki Mizutani, Kazuki Mizutani, 水谷一樹]
通讯作者:
水谷一樹
オーバーハング回転軸系の振動制御に対する最適レギュレータ理論の適用
最优调节器理论在悬伸转轴系统振动控制中的应用
DOI:
--
发表时间:
2004
期刊:
日本機械学会2004年年次大会講演会講演論文集 No.01-1 Vol.IV
影响因子:
--
作者:
[水谷一樹, 飯田和弘, 西山幸伸, 池浦良淳]
通讯作者:
池浦良淳
共 19 条
Totally optimal design for hybrid vibration control system composed of passive mechanism and active one
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批准号:17560208
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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资助金额:$2.24万
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财政年份:2005
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负责人:MIZUTANI Kazuki
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依托单位:
海外基金