机械工程学报

作者：蒋明宏, 高象宏, 张鹏, 李翁衡, 陈武龙, 祝长生

单位：1. 浙江大学电气工程学院 杭州 310027;2. 浙江省涡轮机械与推进系统研究院 湖州 313200

关键词：增广卡尔曼滤波器,振动-激励力联合重构,柔性转子,不平衡,干摩擦阻尼器；

基金：国家科技重大专项(J2019-IV-0005-0073)和基础科研(2019110C026)资助项目。

评估或抑制转子系统振动需要知道目标位置处转子的振动，然而转子结构或工作环境等因素可能导致目标位置难以安装振动传感器。为了用非目标位置传感器的信息重构目标位置处转子的振动，提出了将增广卡尔曼滤波器(Augmented Kalman filter, AKF)应用于柔性转子系统振动及不平衡激励的联合实时重构策略。首先，分析了转子系统不平衡激励对经典Luenberger观测器振动重构结果的影响，说明了过高增益可能导致的观测器不稳定问题；然后，将不平衡激励表示为不平衡参数分量设计了增广状态变量，建立了该增广系统的离散状态方程；最后，设计AKF来对该增广系统状态进行实时估计，通过仿真和实验验证了该策略的有效性。结果表明，各重构方法收敛速度快于转子系统动态变化速度，能够用于振动实时重构；不平衡激励将影响振动重构方法的精度，考虑了不平衡激励影响的AKF精度高于传统Luenberger观测器；通过将不平衡参数分量而不是不平衡激励值作为增广变量，所提出的AKF能够在较大的转速范围内实现对转子系统振动的实时重构。

来源：2025年第3期

《机械工程学报》期刊编辑部

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