主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)不平衡振動(dòng)補(bǔ)償研究.pdf

1、在主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)中，由于轉(zhuǎn)子存在不平衡，會(huì)產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速同頻的不平衡振動(dòng)。為了減小這些同頻振動(dòng)對(duì)主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)的不利影響，本文進(jìn)行了慣性力最小和位移最小振動(dòng)補(bǔ)償研究。
　　 針對(duì)慣性力最小振動(dòng)補(bǔ)償，主要是通過(guò)消除反饋位移信號(hào)中的同頻振動(dòng)來(lái)減弱主動(dòng)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(duì)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(dòng)，最終達(dá)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(bǔ)償策略，首先，在標(biāo)準(zhǔn)LMS算法自適應(yīng)濾波的基礎(chǔ)上，提出了在固定頻率處的慣性力最小切換補(bǔ)償策略，即在主動(dòng)磁懸浮軸承原反饋控制系統(tǒng)中添加標(biāo)準(zhǔn)LMS算法作為濾波器，通過(guò)切換有效消除反饋位移信號(hào)中對(duì)應(yīng)某些固定轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的同頻振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子在300Hz和400Hz轉(zhuǎn)動(dòng)頻率處的慣性力最小切換補(bǔ)償，補(bǔ)償后的控制電流幅值相對(duì)于未加補(bǔ)償時(shí)分別衰減了大約90％和95％；然后，為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)慣性力最小補(bǔ)償，即在轉(zhuǎn)動(dòng)頻率連續(xù)變

3、化時(shí)實(shí)現(xiàn)慣性力最小補(bǔ)償，論文提出了一種變步長(zhǎng)LMS算法，其核心是提供時(shí)變的前饋信號(hào)來(lái)補(bǔ)償位移反饋信號(hào)中的同頻振動(dòng)，與未加補(bǔ)償相比，補(bǔ)償后的控制電流幅值在轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為300Hz時(shí)衰減了97.4％，且轉(zhuǎn)動(dòng)頻率越高補(bǔ)償效果越明顯；考慮到前兩種補(bǔ)償策略對(duì)主動(dòng)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(jìn)變步長(zhǎng)LMS算法相結(jié)合的慣性力最小實(shí)時(shí)前饋補(bǔ)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(dòng)頻率達(dá)到300Hz時(shí)，

4、補(bǔ)償后的控制電流幅值同樣衰減了97.4％，且轉(zhuǎn)動(dòng)頻率越高補(bǔ)償效果越好。
　　 針對(duì)位移最小振動(dòng)補(bǔ)償，考慮到轉(zhuǎn)子啟動(dòng)以及停車(chē)過(guò)程中不平衡振動(dòng)信號(hào)的周期是變化的，論文提出了一種基于自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制算法的位移最小前饋補(bǔ)償策略，該算法可以自適應(yīng)地提供所需的不平衡補(bǔ)償信號(hào)，以便減小由于算法學(xué)習(xí)周期不一致而對(duì)主動(dòng)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(bǔ)償策略實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在固定轉(zhuǎn)動(dòng)頻率處的位移最小補(bǔ)償，顯著減小了轉(zhuǎn)子徑向跳動(dòng)，補(bǔ)償后轉(zhuǎn)