磁悬浮轴承系统中由不平衡力引发的恶性循环机制深度解析

磁悬浮轴承系统中由不平衡力引发的 “振动-激励-更大振动”恶性循环 是一个典型的 正反馈失控过程，其核心在于 传感器信号的污染 与 控制器对真实位移的误判。以下是其逐步演进的原理详解：

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恶性循环的触发与演进

1：不平衡力的产生（根源）

• 转子存在质量偏心，质心（CM）偏离几何中心（RC）距离 e。

• 当转子以角速度 ω 旋转时，离心力 F_u = m_u * e * ω² 持续作用在转子上，方向随旋转周期性变化（频率为 1X，即转速频率）。

2：转子被迫偏离几何中心（振动）

• 不平衡力 F_u 试图将转子拉向其质心旋转的轨迹，导致转子绕几何中心（RC）作 同步振动：

  位移信号：

• 其中：

  •  是转子几何中心相对于零位的真实位移（通常较小，由其他扰动引起）。

  •  是 不平衡引起的同步振动分量（振幅 A 可能很大）。

3：传感器信号的“污染”（误读）

• 位移传感器测量的是 转子表面某点的实际位置，其输出信号为：