При решении задач динамики роторных систем необходимо совместное решение нестационарного течения газа и движения ротора. При этом принимается ряд допущений. Изучение работы роторных систем с динамическими режимами работы подшипников связано с большими трудностями, так, как уравнения давления нелинейно, и не представляется возможным разделить отдельные эффекты, как в случае смазки жидкостями.
При динамическом режиме работы подшипника появляются скорости, направленные перпендикулярно смазываемым поверхностям и приводящие к сближению или удалению последних. Это движение обуславливает появление давлений, влияние которых необходимо оценить.
Наиболее адекватные данные могут быть поучены на основе экспериментальных исследований. Процесс моделирования динамики роторных систем состоит из трех классических этапов: сбор и предварительная обработка эмпирических данных; структурный, параметрический синтез модели; оценка адекватности исследование устойчивости, чувствительности. Попыткой значительно сократить количество экспериментов для составления адекватной модели является нейросетевое моделирование.
Модель системы строится в терминах соотношения между состояниями входов и выходов (входы соответствуют внешним воздействиям на изучаемую систему, выходы её реакциям на них). Динамика ротора отражает реакцию ротора в виде его перемещений вызванное силовым воздействием на систему.
Стенд, на котором производят экспериментальные исследования, представляет собой модель ротора, установленного на бесконтактные опоры с нагружающим устройством. В момент стабилизации работы ротора на определенное место производится импульсное воздействие, силу которого регистрируют с помощью ударного молотка со встроенным датчиком силы. При этом определяют перемещение ротора, обусловленное этим импульсным воздействием.
Аппарат ИНС – универсальный инструмент анализа данных, результаты его работы не привязаны к конкретным единицам измерения, нейронная сеть оперирует с числовыми данными, представленными. Поэтому следующим шагом подготовки данных является подготовка данных к представлению для нейросети. В качестве выходных характеристик шпиндельных узлов металлорежущих станков целесообразно выбирать характеристики точности траекторий движения его фиксированных (опорных) точек, определяющих положение приспособления с заготовкой или инструмента.
Динамическая устойчивость или траектория движения опорных точек зависит от множества режимных, конструктивных характеристик и вида воздействия. Строя модель системы, из всего множества связей отбирают конечное их число и включают их в список входов и выходов. Сложность в том, что в действительности заранее не известно, какие входные параметры оказывают существенное влияние на выходные целевые параметры, а какие нет. В целях сокращения этих параметров предлагается использовать: коэффициент удлинения передней опоры, средний радиальный зазор, относительный горизонтальный и вертикальный эксцентриситет, конструктивный параметр Кс, число сжимаемости, диаметр и количество отверстий надува, расстояние от опоры до прикладываемой нагрузки, угол приложения нагрузки и частота вращения.