基于变刚度支承的转子系统振动控制策略

作     者：金福艺 臧朝平 邢广鹏 马钰祥 袁善虎 贾志刚 

作者机构：中国航空发动机集团有限公司中国航空发动机研究院 南京航空航天大学能源与动力学院 

出 版 物：《上海交通大学学报》 (Journal of Shanghai Jiaotong University)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主　　题：变刚度支承 转子系统 控制策略 振动抑制 Bang-Bang控制 刚度梯度控制 

摘      要：为了解决航空发动机转子结构工作过程中经历多阶共振对结构可靠性带来的不利影响，研究了基于主动变刚度支承的转子系统振动控制策略。在最优控制的框架内，分别设计了基于Bang-Bang控制和支承刚度梯度控制两种变刚度策略，其中支承刚度梯度控制又分为带转速保持控制和不带转速保持控制两种情况，将各控制策略应用在多支承柔性转子的振动控制中，仿真分析了的减振效果。结果表明，Bang-bang控制的变刚度策略的共振峰值衰减率最高可达80%，但该种控制策略对控制器响应的快速性要求很高。而支承刚度梯度控制允许支承刚度渐变，同种工况下减振率最高可达25%。最后选择更加适合工程应用的支承刚度梯度控制策略，基于形状记忆合金（Shape Memory Alloy， SMA）变刚度支承-转子试验器进行了控制策略的有效性验证。