Page 176 - 《振动工程学报》2025年第9期

第 38 卷第 9 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 38 No. 9
2025 年 9 月 Journal of Vibration Engineering Sept. 2025

电 磁 型 干 摩 擦 阻 尼 器 -双 转 子 系 统 支 承 结 构

外 传 振 动 的 主 动 控 制

张 鹏 ， 蒋明宏 ， 高象宏 ， 祝长生 1
1,2
1
1
（1. 浙江大学电气工程学院， 浙江 杭州 310027； 2. 郑州轻工业大学机电工程学院，河南 郑州 450002）

摘要：利用一种电磁型主控式干摩擦阻尼器 (active magnetic dry friction damper，AMDFD) 来改变支承的阻尼，以实现对航空发
动机转子系统支承结构外传振动的有效控制。在传统的双转子系统动力学模型基础上，建立了能够表征支承外传振动的
AMDFD-双转子-轴承座动力学模型；采用转速区间开关控制器和无模型自适应控制器，对 AMDFD 抑制转子支承结构外传振
动的有效性进行了仿真分析，并阐明了 AMDFD 抑制支承结构外传振动的内在机理。在搭建的 AMDFD-双转子系统试验台
上，进行了双转子系统加速通过多阶临界转速区时支承结构外传振动的主动控制试验。结果表明，利用转速区间的开关控制
器和无模型自适应控制器，AMDFD 能够有效地降低各支承位置在各阶临界转速区的外传振动，降低幅度均超过了 52%。

关键词： 支承外传振动；电磁型主控式干摩擦阻尼器；双转子系统；开关控制；无模型自适应控制
中图分类号：V21 文献标志码：A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202309065

Support transmitted vibration control of an active magnetic dry friction

damper-dual rotor system

1
1
1,2
ZHANG Peng ，JIANG Minghong ，GAO Xianghong ，ZHU Changsheng 1
（1.College of Electrical Engineering，Zhejiang University，Hangzhou 310027，China；2.College of Mechanical and Electrical Engineering,
Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China）
Abstract：In order to effectively control the vibration transmitted by the elastic supports of the aero-engine rotor，an active magnetic dry
friction damper (AMDFD) is employed to tune the support damping. On the basis of the traditional dynamics model of the dual rotor system，
an AMDFD-dual rotor-bearing seat dynamics model that can characterize the transmitted vibration of the support is established. The
effectiveness of AMDFD in suppressing the transmitted vibration of the rotor supports is simulated by using a speed interval switching
controller and a model-free adaptive controller，and the intrinsic principle in realizing suppression is elucidated. Using the AMDFD-twin-rotor
system test rig，the test of transmitted vibration control when rotor passes through the multi-order critical speeds was carried out. The results
show that the AMDFD controlled by aforementioned two controllers can effectively reduce the transmitted vibration at each bearing position，
and the reduction is more than 52%.
Keywords：support transmitted vibration；active magnetic dry friction damper；dual rotor system；switch control；model-free adaptive control

航空发动机转子的振动会通过支承结构传递给 外传振动抑制一般有两种方法，其一是减小振

机匣，进而通过机匣传递给航发系统的其他部件，如 源振动，其二是采用外部隔振、减振等手段。两种
管路、外围附件、机翼等，影响整个发动机及飞机的 方法都可以采用被动、半主动及主动等措施。在航
正常运行。目前，航空发动机普遍采用双转子结构， 空发动机振动控制领域，目前主要还是以转子系统
且逐渐向着轻量化、高转速方向发展，需要频繁穿 的振动抑制为研究目标，对发动机转子系统外传振
越多阶临界转速，振动特性复杂。为了保证航空发 动抑制的研究较少。航空发动机中常用的减振结构

[1]
动机的正常运行，不仅要控制发动机转子系统的振 是挤压油膜阻尼器 ，虽然能够有效地抑制转子系统
动，还需要抑制支承结构的外传振动。 的振动及外传振动，但其动力学特性完全取决于设

收稿日期：2023-09-23；修订日期：2024-02-07
基金项目：国家自然科学基金资助项目（12372059）；国家科技重大专项资助项目 (J2019-IV-0005-0073)