滑动轴承转子运动轨迹主动控制
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滑 动 轴承 转 子 运 动轨 迹 主 动控பைடு நூலகம்制
沈庆崇 马金奎 常记莽 原甜甜
（ 山东大学机械工程学院
山东济南 ２０ ０ ） ５ １０
摘要：为实现非圆异形截面零件的加工 ，结合电磁轴承响应迅速 和流体滑动轴承承载力高的特点 ，提 出电磁铁 一
流 体 润滑 滑动 轴 承 系统 ，通 过 主动 控制 电磁铁 输 入 电流 来控 制 滑动 轴 承转 子 的运 动 轨迹 。建 立 主 轴的 动 力学 模 型 ，对 耦
的机械零件和产品都采用 了非圆异形 截面 ，即其横截
面不是 圆形 ，而是非 圆形状 ，如椭 圆、变椭 圆、摆线
等。为 了实现异形表 面的加工 ，需要控制刀具在切削
过程 中径向微移动 。传统的加工异形截 面的方法主要 是机械仿形加工…。近年来 ，一些新技术新材料 已应 用到非圆异形截面 的加工领域中 ，主要有特种加工方 法加工异形 截面 、新 型数 控仿形 系 统加 工异 形 截
Ｋ ｙ ｒｓｓ ｄｎ ｅｒ ｇ ｊｕｎ ｏｕ ；ｏ ｕ ｔ ｏ ｔ ｌｍｉｅ ｅ ｓ ｉｅ ｅｗｏｄ ： ｉｉｇｂ ａｉ ；ｏ ｒａ ｌｃ ｓ ｒｂ ｓ ｃｎｒ ； ｘｄ ｓｎ ｉｖ ｌ ｎ ｌ ｏ ｔ
在现代 航空 航 天 、汽车 、机 床 等机 械制 造行 业
中，为了达到 良好 的性能或实现特定 目的 ，越来越多
出发 ，引入主动电磁轴 承支撑 ，对主轴运 动进行直接 控制 ，使得刀具 按照预先设定 的路径运动 ，实现活塞 非 圆销孔的加工 。然而 ，主动电磁轴承是开环不稳定 的，需要辅助支 承以防止失效 发生而造 成永久 伤害 ， 而且其承载力和刚度较低 ，成本较 高。刘学忠 对 四
油腔动静压混合滑动轴承转子 中心轨迹控制进行 了研 究 ，通过 改变节流 阀参数控制各个油腔压力实现了转
中图 分类 号 ：Ｔ Ｉ３３ 文 献标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：０５ ０ ５ （００ １ ０ ９— Ｈ ３． ２４— １０ ２ １ ） ２— ６ ５
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２１ ０ ０年 １ ２月
润滑与密封
Ｌ ＵＢＲＩ ＡＴ ＯＮ ＥＮＧＩ ＥＲＩ Ｃ Ｉ ＮＥ ＮＧ
Ｄｅ ． ２ ０ ｃ ０１
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ １ １３ ． ２
第３ ５卷 第 １ ２期
Ｄ ：１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ ０ ５ ０ ５ ． ０ ０ １ ． １ ＯＩ ０ ３ ６ ／． ｓ． ２ ４— １ ０ ２ １ ． ２ ０ ６ ｓ
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合的两输入两输出系统进行反馈解耦 ，设计了鲁棒 Ｈ 混合灵敏度控制器 。仿 真结果表明控制输 出能很好地跟踪外部参 考信号，并且该控制器对外部干扰有很强的抑制作用 ，得到 比较精确的椭圆轨迹跟踪结果。实验结果验证 了仿真结果的
正 确性 。
关 键 词 ：滑 动轴 承 ；轴 心轨 迹 ；鲁 棒 控制 ；混合 灵 敏度
ｎ ｌ ｅｒ ｇ ｔｅｅｅｔ ｍａｎ ｔ ａ ｂ ａｉ ． ｌｃｒ ｇ ｅｉ ｈ ｄｏ ｙ ａ ｃｌｂｉａ ｏ ｏ ｒａ ｂ ａｉｇｔａ ｔｅｌｃ ｓｃ ｒｂ ｈ ｐ ｄｔｒｕ ｈ ｃｎｒｌ ｎ ｈ ｏ ｃ＆ ｙ ｒｄ ｎ ｍｉ ｒ ｔ ｎｊｕｎ ｅｒ ｔｈ ｏｕ ａ ｅｓ ａ ｅ ｏ ｇ ｏ ｔ — ｕ ｃｉ ｌ ｎ ｈ ｌ ｈ ｏ
滑 动 轴承 转 子 运 动轨 迹 主 动控பைடு நூலகம்制
沈庆崇 马金奎 常记莽 原甜甜
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山东济南 ２０ ０ ） ５ １０
摘要：为实现非圆异形截面零件的加工 ，结合电磁轴承响应迅速 和流体滑动轴承承载力高的特点 ，提 出电磁铁 一
流 体 润滑 滑动 轴 承 系统 ，通 过 主动 控制 电磁铁 输 入 电流 来控 制 滑动 轴 承转 子 的运 动 轨迹 。建 立 主 轴的 动 力学 模 型 ，对 耦
的机械零件和产品都采用 了非圆异形 截面 ，即其横截
面不是 圆形 ，而是非 圆形状 ，如椭 圆、变椭 圆、摆线
等。为 了实现异形表 面的加工 ，需要控制刀具在切削
过程 中径向微移动 。传统的加工异形截 面的方法主要 是机械仿形加工…。近年来 ，一些新技术新材料 已应 用到非圆异形截面 的加工领域中 ，主要有特种加工方 法加工异形 截面 、新 型数 控仿形 系 统加 工异 形 截
Ｋ ｙ ｒｓｓ ｄｎ ｅｒ ｇ ｊｕｎ ｏｕ ；ｏ ｕ ｔ ｏ ｔ ｌｍｉｅ ｅ ｓ ｉｅ ｅｗｏｄ ： ｉｉｇｂ ａｉ ；ｏ ｒａ ｌｃ ｓ ｒｂ ｓ ｃｎｒ ； ｘｄ ｓｎ ｉｖ ｌ ｎ ｌ ｏ ｔ
在现代 航空 航 天 、汽车 、机 床 等机 械制 造行 业
中，为了达到 良好 的性能或实现特定 目的 ，越来越多
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油腔动静压混合滑动轴承转子 中心轨迹控制进行 了研 究 ，通过 改变节流 阀参数控制各个油腔压力实现了转
中图 分类 号 ：Ｔ Ｉ３３ 文 献标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：０５ ０ ５ （００ １ ０ ９— Ｈ ３． ２４— １０ ２ １ ） ２— ６ ５
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（ ｏ ｅｅｏ Ｍ ｃａｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇＳ ａｄｎ ｎ ｅ ｉ ， ｎｎＳ ａｄｎ ５ １０ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｅｈｎｃ ｇ ｅ ｎ ，ｈｎ ｏｇＵ ｉ ｒｔ Ｊ ａ ｈｎ ｏｇ ００ ，ｈｎ ） ｌ ａＥ ｎ ｉ ｖ ｓｙ ｉ ２ Ａ ｓ ａｔ ａｅ ｎｆ ｔｅｐｎｅａｉｔ ｏ ｅ ｃ ｏ ａｎｔ ｅｔ ｇａｄｈｇ ａａｉ ｆ ｙｒ ｙａ ｉ ｌ ｒ ａｏ ｕ— ｂｔ ｃ： ｓｄｏ ｓ ｒ ｏｓ ｂ ｉ ｆ ｌ ｔ ｍ ｇｅｃｂａ ｎ ｎ ｉ ｃｐｃｙｏ ｈｄｏ ｎ ｍｃ ｕ ｉ ｔ ｎ ｏｒ ｒ Ｂ ａ ｓ ｌｙ ｅ ｒ ｉ ｉ ｈ ｔ ｄ ｂｃｉ ｊ
２１ ０ ０年 １ ２月
润滑与密封
Ｌ ＵＢＲＩ ＡＴ ＯＮ ＥＮＧＩ ＥＲＩ Ｃ Ｉ ＮＥ ＮＧ
Ｄｅ ． ２ ０ ｃ ０１
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ １ １３ ． ２
第３ ５卷 第 １ ２期
Ｄ ：１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ ０ ５ ０ ５ ． ０ ０ １ ． １ ＯＩ ０ ３ ６ ／． ｓ． ２ ４— １ ０ ２ １ ． ２ ０ ６ ｓ
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合的两输入两输出系统进行反馈解耦 ，设计了鲁棒 Ｈ 混合灵敏度控制器 。仿 真结果表明控制输 出能很好地跟踪外部参 考信号，并且该控制器对外部干扰有很强的抑制作用 ，得到 比较精确的椭圆轨迹跟踪结果。实验结果验证 了仿真结果的
正 确性 。
关 键 词 ：滑 动轴 承 ；轴 心轨 迹 ；鲁 棒 控制 ；混合 灵 敏度