【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉的磁悬浮转子振动力抑制效果测量方法
本专利技术涉及一种针对磁悬浮转子系统同频振动的零力控制的视觉测量方法，属于磁悬浮控制技术和测量领域。
技术介绍
磁悬浮转子系统中的振动是一个备受关注的问题，同频振动主要是由于磁悬浮转子的质量不平衡导致的。当转子在转动时，振动力会传递到机械外壳上，影响磁轴承设备的精度和性能，甚至会与机壳发生碰撞进而引发一些危险事故。针对磁悬浮转子振动的控制，许多研究人员提出了不同的方法，比如最小均方(LeastMeanSquare,LMS)算法，重复学习算法，还有的在电流环中加入同频位移刚度力补偿来消除同频振动力。最小均方算法通过产生等增益、反相位的同频信号，前馈补偿同频电流，实现同频电流刚度力消除，但该方法并未考虑位移刚度力产生的振动，也无法兼顾系统稳定性及收敛速度要求；重复学习算法通过自适应学习以调节增益，虽然能实现对同频电流的抑制，但不能消除由位移导致的剩余刚度力；有些基于陷波器的同频振动控制也只考虑了对电流刚度进行补偿。因此，为了更好的抑制磁悬浮转子系统中的同频振动力，不仅要考虑对电流刚度进行补偿，还要考虑对位移刚度进行补偿。...
【技术保护点】
1.一种基于视觉的磁悬浮转子振动力抑制效果测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，以同频轴承力为桥梁，根据转子质量、转子位移、位移刚度、电流刚度、扰动产生的位移偏差建立包含同频振动力的磁悬浮转子动力学模型；步骤2，以同频轴承力为直接控制目标，将构造的同频轴承力F(s)输入至陷波器，以抑制同频振动，系统的闭环传递函数为：
【技术特征摘要】
1.一种基于视觉的磁悬浮转子振动力抑制效果测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，以同频轴承力为桥梁，根据转子质量、转子位移、位移刚度、电流刚度、扰动产生的位移偏差建立包含同频振动力的磁悬浮转子动力学模型；步骤2，以同频轴承力为直接控制目标，将构造的同频轴承力F(s)输入至陷波器，以抑制同频振动，系统的闭环传递函数为：其中，G(s)表示磁悬浮转子控制系统在X方向上的闭环传递函数，s表示复数域中的自变量，Gc(s)为基本悬浮控制器，Gw(s)为功率放大器的传递函数，P(s)为控制对象，N(s)为陷波器传递函数，KiAX，KAX分别为电流刚度和位移刚度；根据系统的闭环传递函数，得到系统的特征方程为：D(s)＝1+Gc(s)Gw(s)KiAXP(s)-KAXGw(s)+KiAXN(s)Gw(s)(7)其中，D(s)表示磁悬浮转子控制系统在X方向上的特征方程；步骤3，基于步骤2得到的系统的闭环传递函数，以同频扰动d(s)为输入，轴承力F(s)为输出，则系统的灵敏度函数为：其中，S(s)表示系统的灵敏度函数；把式(8)带入式(7)，得到关于陷波器相移角的系统稳定条件：其中，arc[S(s)]是灵敏度函数的相位角，β是陷波器的相移角；根据式(15)，只需通过调节陷波器相移角就可实现系统稳定；步骤4，以磁悬浮转子系统振动控制的视频图像序列作为输入，采用Gabor滤波器进行滤波，得到局部运动的局部幅值和局部相位；在t0时刻，视频中图像序列的图像强度值为I(x，y，t0)，将二维Gabor滤波器和图像强度进行卷积处理，得到图像在时刻t0，方向为θ的频域形式：其中，A0(x，y，t0)为局部幅值，φ(x，y，t0)为局部相位，Gθ+iHθ为Gabor滤波器的复数形式，i表示虚数单位，Gabor滤波器表示为：g(x，y；λ，θ，ψ，σ，γ)＝Gθ+iHθ(17)其中，x，y表示空间位置，λ表示正弦波的波长，θ表示Gabor滤波核中平行条纹的方向，ψ表示相位偏移，σ表示高斯函数的标准偏差，γ表示空间长宽比；Gθ，Hθ为：Gabor滤波器的函数具体表示为其中，x，y表示空间位置，θ表示Gabor滤波核中平行条纹的方向，λ表示正弦波的波长，ψ表示相位偏移，γ表示空间长宽比；σ表示高斯函数的标准偏差，xθ，yθ为空间向量，表示为：步骤5，根据得到的局部相位进行运动提取，提取局部运动在水平方向和竖直方向的位移，局部运动在水平方向和竖直方向上的速度为：其中，u，v分别是水平方向和竖直方向的速度，为局部相位在水平方向对x和时间t的微分，为局部相位在竖直方向对y和t的微分；通过对...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭聪，刘彬，祝梦婷，甄子洋，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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