主動磁懸浮軸承系統(tǒng)不平衡振動補償研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在主動磁懸浮軸承系統(tǒng)中,由于轉(zhuǎn)子存在不平衡,會產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速同頻的不平衡振動。為了減小這些同頻振動對主動磁懸浮軸承系統(tǒng)的不利影響,本文進行了慣性力最小和位移最小振動補償研究。
   針對慣性力最小振動補償,主要是通過消除反饋位移信號中的同頻振動來減弱主動磁懸浮軸承系統(tǒng)的控制電流,控制電流的減小有利于降低磁懸浮軸承定子的電磁力以及對轉(zhuǎn)子的約束力,使轉(zhuǎn)子在離心力作用下盡可能地繞其慣性主軸轉(zhuǎn)動,最終達到減小轉(zhuǎn)子慣性力以及磁懸浮軸承電磁力的

2、目的。本文先后采用了三種慣性力最小補償策略,首先,在標準LMS算法自適應濾波的基礎上,提出了在固定頻率處的慣性力最小切換補償策略,即在主動磁懸浮軸承原反饋控制系統(tǒng)中添加標準LMS算法作為濾波器,通過切換有效消除反饋位移信號中對應某些固定轉(zhuǎn)動頻率的同頻振動,實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子在300Hz和400Hz轉(zhuǎn)動頻率處的慣性力最小切換補償,補償后的控制電流幅值相對于未加補償時分別衰減了大約90%和95%;然后,為了實現(xiàn)實時慣性力最小補償,即在轉(zhuǎn)動頻率連續(xù)變

3、化時實現(xiàn)慣性力最小補償,論文提出了一種變步長LMS算法,其核心是提供時變的前饋信號來補償位移反饋信號中的同頻振動,與未加補償相比,補償后的控制電流幅值在轉(zhuǎn)動頻率為300Hz時衰減了97.4%,且轉(zhuǎn)動頻率越高補償效果越明顯;考慮到前兩種補償策略對主動磁懸浮軸承原控制系統(tǒng)存在干擾影響,論文又提出了一種將H∞算法和一種新的改進變步長LMS算法相結(jié)合的慣性力最小實時前饋補償策略,提高了控制系統(tǒng)的抗干擾能力和魯棒穩(wěn)定性,轉(zhuǎn)動頻率達到300Hz時,

4、補償后的控制電流幅值同樣衰減了97.4%,且轉(zhuǎn)動頻率越高補償效果越好。
   針對位移最小振動補償,考慮到轉(zhuǎn)子啟動以及停車過程中不平衡振動信號的周期是變化的,論文提出了一種基于自適應迭代學習控制算法的位移最小前饋補償策略,該算法可以自適應地提供所需的不平衡補償信號,以便減小由于算法學習周期不一致而對主動磁懸浮軸承控制系統(tǒng)造成的干擾,研究結(jié)果表明所提補償策略實現(xiàn)了系統(tǒng)在固定轉(zhuǎn)動頻率處的位移最小補償,顯著減小了轉(zhuǎn)子徑向跳動,補償后轉(zhuǎn)

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