撓性轉子－軸承系統之最佳動平衡位置探討

The Investigation in Optimal Locations for Balancing Flexible Rotor-Bearing Systems

丁鏞(Yung Ting) ； 林子慰(Tsu-Wei Lin) ； 張永鵬(Yeon-Pun Chang) ； 康淵(Yuan Kang) ； 陳鎭憲(Cheng-Hsien Chen)

《中原學報》 33卷3期 (2005/09) Pp. 387-402

https://doi.org/10.6358/JCYU.200509.0387

摘要

影響係數法的平衡面及量測點的位置及數量，是否影響計算校正質量的精度，使複雜轉子之影響係數構成病態矩陣，導致計算結果對量測誤差過於敏感。由於條件數可表達矩陣病態，因此，得以影響係數矩陣的條件數做為動平衡計算誤差最小化的目標函數。基於影響係數矩陣本身為目標尋優，可以先行得到最優的平衡面及量測點位置及數目，並免於計算平衡誤差之程序，節省尋優步驟，提高尋優效率，因此本文提出以影響係數條件數最小化為目標函數，以降低動平衡結果誤差的方法，並使用遺傳演算法及禁忌搜尋法求解，得到最佳精度之平衡面位置，並以數值模擬及實驗驗證撓性多盤轉子，分析其平衡前後之穩態反應與平衡面及矩陣條件數之關係，得到在相同矩陣維度下，最小條件數之影響係數矩陣，可獲得最佳的動平衡結果。

關鍵字

動平衡 ； 影響係數法 ； 條件數 ； 遺傳演算法 ； 禁忌搜尋法 ； 最佳位置

並列摘要

For the influence coefficient method the influences of locations of balancing planes and/or measurement sensors, on the balancing accuracy are very significant, while the influence coefficient matrix for a complex rotor-bearing systems has an inclination to ill condition and then lead to unavailable computation. Besides, the computation of correction masses would be excessively sensitive to measurement errors. This paper utilizes Genetic algorithm and Tabu search to minimize the condition number of influence coefficient matrix for the optimal locations of balancing planes, and utilizes finite element method to simulate multi-disk and flexible rotor-bearing systems to determine the steady-state response. Finally, the experiments and numerical simulations verify the promotion of balancing accuracy by proposed optimization for flexible rotor-bearing systems.

並列關鍵字

Rotor balancing ； Influence coefficient method ； Condition number ； Genetic algorithm ； Tabu search ； Optimal location