Page 233 - 《振动工程学报》2026年第2期

第 39 卷第 2 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 39 No. 2
2026 年 2 月 Journal of Vibration Engineering Feb. 2026

多 源 激 励 下 磁 悬 浮 轴 承 -转 子 系 统 振 动 协 同 控 制 研 究

杨天舒 ， 吴华春 ， 杨 飞 ， 钱梓轩 ， 刘增辉 1
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1,2
1
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（1. 武汉理工大学机电工程学院，湖北 武汉 430070； 2. 湖北省磁悬浮工程技术研究中心，湖北 武汉 430070）
摘要：主动磁悬浮轴承因其独特的优势已大量应用在工业各领域。相比于固定基座上的磁悬浮设备，舰船等移动载体上的磁
悬浮设备会受到基础运动、转子不平衡力、外界扰动等多源激励的作用，这些激励通过轴承、基座及其支承等传递至设备本
体，相互作用从而诱发设备本体结构振动。为此，针对磁悬浮轴承-转子系统在多源激励下的动力学建模和振动控制问题开展
研究，建立考虑多源激励的磁悬浮轴承-转子系统的动力学模型，提出多源激励下磁悬浮轴承-转子系统振动自适应协同控制
方法，搭建多源激励磁悬浮轴承-转子系统的试验平台，并通过试验研究验证所提多源复杂激励的振动控制方法的有效性。
关键词： 主动磁悬浮轴承；磁悬浮转子；多源激励；协同控制；主动控制
中图分类号：TH133.3 文献标志码：A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202401029

Vibration collaborative control of magnetic bearing-rotor system
under multi-source complex excitation

1
1,2
1
1
YANG Tianshu ，WU Huachun ，YANG Fei ，QIAN Zixuan ，LIU Zenghui 1
（1.School of Mechanical and Electronic Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China；
2.Hubei Provincial Engineering Technology Research Center for Magnetic Suspension，Wuhan 430070，China）
Abstract：Active magnetic bearings have been widely used in various industrial fields due to their unique advantages. Compared to maglev
equipment on fixed bases， maglev equipment on moving carriers such as ships is subject to multi-source excitations such as foundation
motion，rotor unbalance force，and external disturbances. These excitations are transmitted to the equipment body through bearings，bases，
and their supports， inducing structural vibration of the equipment body. Hence， the research is conducted on the dynamic modeling and
vibration control of the magnetic bearing rotor system under multi-source excitation. A dynamic model of the magnetic bearing rotor system
considering multi-source excitation is established，and an adaptive collaborative control method for vibration of the magnetic bearing rotor
system under multi-source excitation is proposed. An experimental platform for the magnetic bearing rotor system under multi-source excitation
is constructed，and through experimental research，the proposed vibration control method with multi-source complex excitation is verified.

Keywords：active magnetic bearing；maglev rotor；multisource incentives；collaborative control；active control

主 动 磁 悬 浮 轴 承（ active magnetic bearing， AMB） 降低设备工作性能，甚至威胁设备的稳定安全运行。
[5]
因其具有无接触、免润滑、低噪声、支承刚度与阻尼 国内外学者采用气动作动器 、电液作动器 、
[4]
在线主动可控可调等优点，被广泛应用于流体机械、 压电作动器 [6] 和磁致伸缩作动器 [7] 实现振动和噪声
武器装备、飞轮储能等领域 [1-2] 。目前，磁悬浮设备机 的有效隔离和抑制，取得了不错的控制效果。主动
脚安装方式可分为两大类：一类是安装在固定基座 磁悬浮轴承因其独特优势已大量应用在工业各领
上，此时设备、基座与大地完全刚性固连，三者保持 域，并已被应用于旋转设备的振动主动控制。文献 [8]
相对静止 ，不会产生额外的运动，磁悬浮转子系统 构建了五自由度磁悬浮转子模型，分析了不同控制
[3]
仅受到不平衡力的扰动；另一类是安装在舰船、飞 参数对转子稳态不平衡响应的影响，并通过试验验
机、汽车、卫星等移动载体上，除转子自身不平衡力 证了磁悬浮转子不平衡振动的效果；文献 [9] 基于转
外，还会受到基础运动的作用，此时转子同时受到基 子位移最小控制方法，有效抑制了磁悬浮转子的同
础运动、不平衡力、外界扰动等多源激励的影响。当 频振动；文献 [10] 采用以陷波滤波环节为核心的自
移动载体产生运动时，轴承定子会跟随着基础一起运 动平衡补偿算法，有效降低了磁悬浮转子不平衡振
动，激发转子的振动响应，增加定-转子之间的碰摩风 动；文献 [11] 通过实时采集转子不平衡产生的振动
险，容易诱发设备本体结构振动，引起低频辐射噪声， 位移信号，再根据该位移信号生成控制信号实现不

收稿日期：2024-01-11；修订日期：2024-03-19
基金项目：湖北省技术创新资助项目（2023B1B006）；国家重点研发计划资助项目（2024YFB3410001）