基于模糊控制的转子动平衡变步长寻优方法技术

本发明专利技术公开了一种基于模糊控制的转子动平衡变步长寻优方法，具体涉及基于模糊控制的转子动平衡变步长寻优方法，利用模糊控制原理计算步长，并根据位置反馈信号调整该步长，结合变步长寻优控制策略完成转子动平衡。与传统的影响系数法及改进的影响系数法相比，省去了大量的矩阵求解，避免了其计算过程可能产生的较大误差，提高了转子动平衡精度；与传统的自动寻优方法相比，该方法具有较高的提高动平衡效率，且适用范围广，易于实现计算机控制，具有良好的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及旋转设备故障诊断与控制方法领域，具体是一种基于模糊控制的转子 动平衡变步长寻优方法。
技术介绍
目前，旋转机械大量应用于工业的各个方面，由于转子不平衡原因使旋转机械产 生振动，严重的可能损坏机械，造成工程上不必要的损失。为了减少这些不必要的损失，降 低转子的振动，必须对转子进行平衡。 目前用于转子动平衡的方法有影响系数法，振型分析法，自动寻优等。其中影响系 数法及改进的影响系数法具有较快的平衡速度，但是其计算过程可能产生较大误差，且容 易产生振动加剧，控制精度不高。由于自动寻优策略的原理简单，无需建立数学模型，且易 于实现自动化等优点，于转子动平衡中得到广泛的应用，但是其平衡效率相对较低，所以还 需进一步改进，由于模糊控制具有较强的鲁棒性且灵活性较高，将其和自动寻优策略相结 合实现变步长寻优，能够达到较好的控制效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，以克服传 统自动寻优方法平衡时间长，平衡精度不高的缺陷。 为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为： ，其特征在于：利用模糊控制器计算 步长，并根据位置反馈信号调整该步长，实现转子动平衡变步长寻优控制策略，包括以下步 骤： (1)、以振幅偏差和振幅偏差变化量作为模糊控制器输入量； (2)、对模糊控制器输入量进行分档并设定隶属度函数：振幅偏差的论域为 ，分7档{NB，NM，NS, Z0, PS，PM, PB}，其隶属度函数设定如下：【主权项】1.，其特征在于：利用模糊控制器计算步 长，并根据位置反馈信号调整该步长，实现转子动平衡变步长寻优控制策略，包括W下步 骤： (1) 、W振幅偏差和振幅偏差变化量作为模糊控制器输入量； (2) 、对模糊控制器输入量进行分档并设定隶属度函数：振幅偏差的论域为 ，分7档{NB，NM，NS，Z0,PS，PM，PB}，其隶属度函数设定如下；振幅偏差变化量的论域为，分5档{NB，NS，Z0,PS，PB}，其隶属度函数设定 如下：(3) 、W预调步长A1作为模糊控制器输出量，对其进行分档并设定隶属度函数;预调步 长入1的论域为，分7档{NB，NM，NS，Z0,PS，PM，PB}，其隶属度函数设定如下:(4)、建立模糊控制器的控制规则表来确定输出量的模糊集如下：巧）、解模糊操作，将所得输出量隶属度与其对应论域值乘积之和除W隶属度之和，所 得结果即为模糊控制器的精确输出量，即预调步长入1。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于： 所述的步骤（5)得到步长A1后，将其作为执行控制器的一个控制量；执行控制器采用变步 长寻优策略，过程如下步骤： 化）、设定两电机转动方向相同； (7)、获取预调步长A1，并判断振幅偏差变化量，若振幅偏差变化量小于0,则重复步骤 6至步骤9 ;若振幅偏差变化量大于0,进行步骤10 ; 巧）、根据步长调整方法将预调步长A1调整为A2; 巧）、按照步长^2驱动电机转动； (10) 、改变电机转动方向，使两电机转动方向相反； (11) 、获取预调步长A1，并判断振幅偏差变化量，若振幅偏差变化量小于0,则重复步 骤10至步骤13 ;若振幅偏差变化量大于0,则结束； (12) 、根据步长调整方法将预调步长A1调整为入2; (13) 、按照步长A2驱动电机转动。3. 根据权利要求2所述的，其特征在于： 所述步骤8和步骤12的步长调整方法如下步骤： (14) 、通过位置传感器获得一次操作前后角度变化值A0，计算上次实际步长，入= kA0，其中系数k由配重块结构和电机参数决定； (15) 、计算AA=A2' -^，其中2为上次调整步长； (16) 、计算入2= ^ 1+AA，即为调整后步长。【专利摘要】本专利技术公开了一种，具体涉及，利用模糊控制原理计算步长，并根据位置反馈信号调整该步长，结合变步长寻优控制策略完成转子动平衡。与传统的影响系数法及改进的影响系数法相比，省去了大量的矩阵求解，避免了其计算过程可能产生的较大误差，提高了转子动平衡精度；与传统的自动寻优方法相比，该方法具有较高的提高动平衡效率，且适用范围广，易于实现计算机控制，具有良好的实际应用价值。【IPC分类】G01M1-00【公开号】CN104792459【申请号】CN201510130898【专利技术人】徐娟, 张建军, 魏振春, 张利, 陈时桢 【申请人】合肥工业大学【公开日】2015年7月22日【申请日】2015年3月24日本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于模糊控制的转子动平衡变步长寻优方法，其特征在于：利用模糊控制器计算步长，并根据位置反馈信号调整该步长，实现转子动平衡变步长寻优控制策略，包括以下步骤：(1)、以振幅偏差和振幅偏差变化量作为模糊控制器输入量；(2)、对模糊控制器输入量进行分档并设定隶属度函数：振幅偏差的论域为[‑26,+26]，分7档{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，其隶属度函数设定如下：模糊集隶属度函数函数参数NBTrimf[‑26 ‑20 ‑14]NMTrimf[‑17 ‑11 ‑5]NSTrimf[‑10 ‑5 0]ZOTrimf[‑3 0 3]PSTrimf[0 5 10]PMTrimf[5 11 17]PBTrimf[14 20 26]振幅偏差变化量的论域为[‑2.2,+2.2]，分5档{NB,NS,ZO,PS,PB},其隶属度函数设定如下：模糊集隶属度函数函数参数NBTrimf[‑2.2 ‑1.5 ‑0.8]NSTrimf[‑1.2 ‑0.6 0]ZOTrimf[‑0.4 0 0.4]PSTrimf[0 0.6 1.2]PBTrimf[0.8 1.5 2.2](3)、以预调步长λ1作为模糊控制器输出量，对其进行分档并设定隶属度函数：预调步长λ1的论域为[‑15,+15]，分7档{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，其隶属度函数设定如下：模糊集隶属度函数函数参数NBTrimf[‑18 ‑14 ‑10]NMTrimf[‑12 ‑8 ‑4]NSTrimf[‑8 ‑4 0]ZOTrimf[‑4 0 4]PSTrimf[0 4 8]PMTrimf[4 8 12]PBTrimf[10 14 18](4)、建立模糊控制器的控制规则表来确定输出量的模糊集如下：(5)、解模糊操作，将所得输出量隶属度与其对应论域值乘积之和除以隶属度之和，所得结果即为模糊控制器的精确输出量，即预调步长λ1。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐娟，张建军，魏振春，张利，陈时桢，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34