Aktive Dämpfung und Kompensation von Rotorschwingungen über aktive Piezo-Stapel-Aktuator-Lager

Zur aktiven Schwingungsdämpfung von Rotorsystemen wurde ein adaptronisches System entwickelt, welches aus einer innovativen piezoelektrische Lagerung und einem adaptivem Kompensationsverfahren besteht. mit diesem System kann das dynamische Verhalten des Rotors in weiten Grenzen beeinflusst werden. Die elektromechanische Modellierung, Berechung und Realisierung des aktiven piezoelektrischen Lagers werden präsentiert. Der Einfluss der externen Last und die Hysterese der Piezo-Stapel wurden darin berücksichtigt. Die mathematische Beschreibungen von Rotorsystemen wurde durch den Einsatz einer neuen von der Drehzahl abhängigen Ritz-Ansatzfunktion hergeleitet. Dadurch kann die Systemordnung stark reduziert werden. Die reduzierte Systemordnung ist nur vom Freiheitsgrad der Lager abhängig. Das Modell hat eine ausreichende Genauigkeit und es kann leicht mit dem Modell des Piezo-Stapel-Lagers kombiniert werden, so dass es sich in eine für die aktive Schwingungsdämpfung geeignete Zustandsgleichungen überführen lässt. Ein hybrides Regelverfahren wurde entworfen. Es wurden zwei Arten von hybriden Regelungen untersucht: die mit dem H∞-Norm optimalen Regler kombinierte adaptive Gegensteuerung und der Selbstlernregler kombiniert mit dem H∞-Norm optimalen Regler.