电磁轴承单自由度简谐振动的自适应主动控制

发布时间：2019-08-08 09:41

【摘要】：为了防止电磁轴承转子的不平衡振动影响转子稳定的运行,需采取振动控制以减弱不平衡振动。转子不平衡振动可以分解为两个正交方向上的单自由度简谐振动,在两个正交方向上同时执行基于LMS算法的自适应振动控制,可实现转子径向二维的不平衡振动主动抑制。最后,在单自由度悬浮实验台上进行了振动抑制实验。实验表明所述方法振动抑制是有效的,并且能够在控制收敛范围内,对振动幅值和相位的变化实现自适应跟踪。同时,分析了步长因子、噪音、振动初相位等因素对其振动抑制性能的影响。
【图文】：

电磁轴承单自由度简谐振动的自适应主动控制,徐骏;蒋科坚;王骏;《浙江理工大学学报》;2016年01期

振动）。因此，本文提出一种基于ＬＭＳ（最小均方误差）算法的单自由度振动自适应控制方法，可以在已知频率前提下，对单频率简谐振动实现有效抑制。并且，在振动变化时，能够对振动的幅值和相位实现自适应跟踪。在转子径向的两个正交方向上，同时执行这样的单自由度振动控制，可实现转子二维的不平衡振动抑制。在单自由度悬浮梁实验台上进行了振动控制实验，并分析步长、噪音等因素对其振动抑制性能的影响。１电磁轴承的工作原理电磁轴承可以通过对电磁力的主动控制把转子悬浮在期望位置［１３］，如图１所示。由两个位移传感器分别检测转子在Ｘ，Ｙ两个互相正交方向的悬浮位置。每当转子在受到干扰偏离期望位置时，，经由位移传感器检测出来转子的位置偏移量，经过控制器的控制策略产生相应的控制信号，然后由功率放大器放大产生驱动定子绕组的控制电流，定子绕组产生电磁力，使转子回到预期位置，这就是电磁轴承的动态稳定过程。通常，一个电磁轴承可以控制Ｘ，Ｙ两个方向的电磁力，一个转子由两个电磁轴承支承。因此，转子的径向悬浮需要４个方向的可控电磁力。最基本的悬浮控制方法，每个方向采用独立的反馈控制回路，可以实现电磁轴承－转子系统的悬浮控制，称为电磁轴承的分散控制。每个独立的反馈控制回路称为电磁轴承的单自由度的悬浮控制。以下讨论单自由度的电磁轴承悬浮控制模型。图１电磁轴承原理２电磁轴承单自由度悬浮建模和振动控制原理单自由度的电磁轴承控制模型如图２所示。通过悬浮控制器Ｃ（ｓ）产生悬浮控制信号，经过功率放大器Ｐ（ｓ）和电磁轴承定子绕组Ａ（ｓ）后产生电磁力。电磁力和不平衡干扰力Ｆ（ｔ）共

电磁轴承单自由度简谐振动的自适应主动控制,徐骏;蒋科坚;王骏;《浙江理工大学学报》;2016年01期

种不平衡力大小与转速的平方成正比增加。从单自由度模型角度，转子的不平衡力可以看成是直接作用于转子的干扰外力。该干扰力始终与转速同频率，如图２中的Ｆ（ｔ），可用式（１）表示：Ｆ（ｔ）＝ｅｍω２０ｓｉｎ（ω０ｔ＋θ）（１）其中：ｅ表示为转子的偏心距，ｍ是转子质量，ω０为转子转速，θ为不平衡力的初相角。根据模型等效原则，不平衡力Ｆ（ｔ）等效成一个叠加在功率放大器Ｐ（ｓ）输入端的不平衡干扰信号Ｆ′（ｔ），如图３所示。图３单自由度电磁轴承振动控制等效模型６５第１期徐骏等：电磁轴承单自由度简谐振动的自适应主动控制
【作者单位】：浙江理工大学信息学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(11272288) 浙江省公益技术应用研究项目(2015C31063) 浙江理工大学研究生创新项目(YCX14022) 计算机应用技术省重点学科研究生创新项目(XDY15005)
【分类号】：TH133.3

【相似文献】