不平衡故障是导致转子轴承系统振动的主要原因,也是转子轴承系统中普遍存在的现象。在高速运转时,即使微小的不平衡也会引起剧烈的振动,从而对旋转机械的运行状态产生很大的影响。因此,如何抑制不平衡振动成为转子轴承系统的关键问题。本文构建了转子-轴承系统动力学模型,并以此为基础,研究了基于模态等效的转子不平衡量无试重识别和各向异性转子轴承系统不平衡表征技术,主要内容如下:首先,本文根据有限元方法分别构建了转子和配重盘的五自由度动力学模型。对滑动轴承进行结构与受力分析,可以计算出其刚度矩阵和阻尼矩阵。将各单元矩阵进行集成,从而得到高速转子轴承系统的有限元模型。通过对此模型进行MATLAB仿真分析,得出频率响应曲线,并与模态实验结果进行对比,两者具有较高的匹配度,验证了所构建转子轴承系统模型的准确性。其次,研究了一种基于模态等效的转子不平衡量无试重识别方法。通过动力学模型分析了失衡转子的力学行为,研究了不平衡力等效原则,在主坐标上建立不平衡响应与失衡量之间的关联关系,进而给出了基于模态等效的不平衡抑制方法,实现不平衡量幅值和相位的求解。通过MATLAB仿真分析验证了该方法的有效性,并在多功能转子实验台上进行实验验证,实验结果表明,该无试重动平衡识别方法可以准确快速地识别出系统不平衡量,添加配重后系统不平衡振动得到了有效控制。最后,分析了各向异性转子轴承系统的不平衡响应,分析不平衡状态与失衡振动能量之间的影响规律,提出了以振动能量来精确表征转子不平衡状态。在转子轴承系统动力学模型的基础上,通过MATLAB仿真分析验证了该平衡表征技术的可行性。然后在多功能转子实验台上进行功能性实验,验证了以振动能量表征不平衡量具有更高的精度。并通过实验验证了以振动能量表征不平衡状态的有效性。总体而言,本文从转子不平衡矢量的无试重识别与精确表征方面进行了研究,并给出了相应的识别与表征方法,为旋转机械系统高效、精确的动平衡实施奠定技术基础,保障了旋转机械系统的安全平稳工作。