基于ADAM S和M a tl ab新型复合型
联合仿真高速转子在线动平衡装置
中北大学 程 峰 王俊元 蒋红琰
摘 要:介绍一种复合式高速转子动平衡装置在ADAMS和Matlab模糊控制动平衡模拟分析下的软件。主要介绍了动平衡装置系统模型的建立和虚拟原型的模拟分析，证明振动为1万r/m in速度点附近减少95%，平衡后转子达到动平衡质量标准。
关键词:动平衡；联合仿真；虚拟样机；ADAMS;Matlab
Abstract:This paper covers ADAM S and Matlab based fuzzy dyna m ic balancing si m ulati on analysis of compound dy2 na m ic balancing device f or high-s peed r ot or system,f ocusing on how t o build the model of the dyna m ic balancing device and si m ulati on analysis of the p r ot otype1It is p r oved that vibrati on is reduced95%at the s peed of about10000r/m in and r ot or dyna m ic balancing standard is met1
Keywords:dyna m ic balancing;collaborative si m ulati on;virtual p r ot otype;ADAM S;Matlab
ADAM S控制系统设计提供的控制软件
制造工具箱只能处理一般的控制环节(例如PLD 控制)，而M atlab它是一个大型控制系统设计软件，可以处理各种先进的控制链接（如智能控制系统）[2]，结合两者，充分发挥各自的优势，为复杂系统的研究提供新的途径。
本文使用ADAMS与Matlab/Si m ulink联合模拟方案动力学模拟复合高速转子在线平衡装置模型。ADAMS/Contr ols通过模块构建动平衡装置虚拟样机Matlab/Si m ulink模块建立控制系统框图和图形接口，并利用其提供的功能ADAMS动平衡模型系统输入转速和外部负载。该方案可以改变ADAMS只能模拟理想电机的局限性，实现使用Matlab/Si m ulink复杂的电机模型和控制模式。图1显示ADAMS 与Matlab联合模拟的基本设计过程。
1 复合式动平衡装置建模
图2为动平衡整体装置图，装置结构原理如图3所示。工作过程：振动（最大质量重心偏移）极限提前设置在转子工作中，传感器实时监测不平衡、转子速度、不平衡相位、滑盘b、c和平衡块b、c相位。当测量的振动值高于设定的参考值时，程序执行动平衡
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图1 ADAMS与M atlab联合模拟基本设计流程
即使在程序完成平衡后，当旋转速度的变化产生的新振动再次大于设定值时，系统也会继续监控转子状态。首先，基于间接在线平衡装置的设计理念，利用电磁场的耦合加剧平面A-A形成具有相同振幅和相位的径向电磁力，使电磁力等同于所需的离心力，实现在线实时精确补偿[3]；考虑到空间旋转电磁能耗大、机械结构应力大的缺点，考虑混合在线平衡装置的设计理念，应用电机工作原理，采用影响系数法控制策略B-B、C-C 截面采用旋转极坐标合成矢量力，使转子质地落在旋转中心[4]上。同时，在极坐标合成力的作用下，消除时空旋转电磁力，实现动平衡。