6、基于自适应浸入与不变理论的转子多频振动主动抑制

基于自适应浸入与不变理论的转子多频振动主动抑制

1. 引言

旋转机械如航空发动机、燃气轮机、蒸汽轮机和大型压缩机组等，在高温、高压、高强度、高能量密度和冲击等条件下运行，是工业领域的核心设备。然而，旋转机械的转子由于受到各种激励源（如流体、固体、热等）的作用，成为设备系统中易出现故障的部件。转子振动故障严重影响机组的正常运行，是影响大型旋转机械安全、高效、长期运行的关键因素之一。若不及时有效抑制过大的转子振动，振动状态将进一步恶化，最终导致停机事故并造成巨大损失。

在旋转机械运行过程中，转子常受到周期性干扰力的激励，激励频率大多与转子转速相关，呈现出与转子转速相同频率、整数倍和分数倍的特征。通过分析转子振动的时频域特性，可将转子振动的频率分量作为振动抑制目标，进而设计合适的控制律和执行器，实现转子振动的主动抑制。

目前，主动控制装置在旋转机械运行中对转子振动的有效抑制受到越来越多的关注。如主动悬架、可变几何尺寸轴承、形状记忆合金弹簧、金属橡胶、主动倾斜轴承和整体挤压油膜阻尼器等装置已应用于转子振动的主动控制。但这些装置产生的控制力与转子直接接触，对转子系统的特性影响较大。而磁轴承或电磁执行器产生非接触式电磁力，无机械摩擦和润滑，更适合用于转子的主动振动控制。

近年来，主动磁轴承在转子振动控制领域得到了广泛研究。众多学者在不同方面开展了相关研究，然而，对于由多个激励源引起的具有多频分量的转子振动主动控制研究相对较少。

“浸入与不变理论（I&I理论）”是由Astolfi提出的用于非线性系统非对称收敛的自适应控制律。该理论无需构造Lyapunov函数，基于Lyapunov方法的控制律是I&I理论的高维特殊情况。I&I理论对