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旋转机械,特别是大型旋转机械,由于制造、安装工艺及环境条件等因素引起转子系统产生不平衡振动,而且在运动过程中动平衡良好的转子也会因介质对转子的磨损、腐蚀或粘附等原因产生较大的振动,影响转子系统的工作性能,严重的可能导致系统不能正常运行甚至破坏,造成巨大的经济损失及安全事故.为解决这些问题,人们经过长期不懈努力,提出了一整套平衡理论及多种平衡方法.该文着重研究一种基于电磁原理动平衡系统(或称平衡头).该平衡头是仿电动机的工作原理研制的,实验室中平衡效果显示.该文进一步研究了该平衡头的特性及平衡技术,内容如下:第一章介绍了该课题的背景、目的及意义、综述了动平衡技术的发展过程及平衡方法,详细介绍了各种在线动平衡装置及其用途和局限性,阐述了混沌学的基本概念及混沌在各学科中的应用,最后指出该文的研究内容.第二章分析了平衡盘定子的三个特殊位置下的磁化曲线,并通过不同的方法解析计算出该三个不同位置的磁化曲线,具有较高的计算精度.第三章对平衡头的磁特性进行二维有限元分析,采用整体剖分、自动形成计算数据的方法,计算磁化曲线族,进一步确定三个特殊位置,即平衡盘中心线与定子齿前沿相对时位置、平衡盘齿中心线与定子齿槽中心线重合位置平衡盘齿中心线与定子齿中心线重合位置.通过实验验证了第二章解析算法的正确性.有限元分析及实验得到一些有用的结论,为后续各章奠定了理论基础.第四章利用第二章的解析算法,对平衡头的电磁特性进行了快速非线性动态仿真,得到了平衡头各电磁性的变化规律,求出施动平衡盘相对轴转动的电磁力与各电磁参数的关系,分析了平衡头工作过程中平衡盘的运动规律,为平衡头的设计提供理论指导.第五章介绍了一种混沌优化算法,分析了该算法的局限性,提出了决策方案,并成功地对平衡头的结构参数进行了优化计算,拓展了混沌优化算法,丰富了平衡头设计方法.第六章提出了一种基于时间控制的快速移动平衡盘的控制策略,并设计出一套实验装置验证了该方法的可行性和快速性.与现有的其它方法相比,该方法可节约五分之四或更多的平衡时间,更具实用性.第七章研究了转子系统降速过程中过临界转速时的减振问题,讨论了其平衡方法.理论分析及实验得出模态平衡法更适合计及系统降速过程的调速动平衡.经调整动平衡后可确保系统降速时安全通过临界转速.第八章设计出一套能使平衡盘相对转轴正反应方向移动的电磁式在线平衡头,解决了只能单向移动的平衡头存在的问题,阐述这种平衡头的优缺点.在一定转速范围内,双向平衡头是一比较理想的在线动平衡装置.第九章总结全文,叙述研究结论,并展望了在线自动平衡头今后的发展方向.