【技术实现步骤摘要】
基于主动磁轴承控制系统的同频振动力抑制方法及系统
[0001]本专利技术涉及磁轴承控制
，尤其涉及基于主动磁轴承控制系统的同频振动力抑制方法及系统。
技术介绍
[0002]主动磁轴承具有无机械接触，无需润滑，低摩擦损耗，长寿命，高转速的特点，广泛的应用于磁悬浮压缩机、磁悬浮飞轮、磁悬浮分子泵，磁悬浮控制力矩陀螺。但由于转子材料密度不均匀以及制造和装配误差会导致转子质量不平衡，不平衡质量的存在会引起转子的同频振动，影响系统的稳定性。通过动平衡的方法虽然可以减少转子的振动，但无法避免的存在残余不平衡量，而转子的残余不平衡量会产生与转速平方成正比的振动力，转速越高振动力越大，严重影响磁悬浮转子系统在高转速情况下的稳定性。
[0003]现有的针对主动磁轴承控制系统转子不平衡质量引起的同频振动力控制方法主要包括以下几种：自适应陷波器、最小均方差算法提取同频信号、基于扰动观测器的补偿方法、线性自适应控制器对不平衡量进行辨识、自适应前馈补偿等。这些方法存在的问题是：未考虑功放环节的低通特性以及高转速下的相位滞后，且对于五通道...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于主动磁轴承控制系统的同频振动力抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：基于主动磁轴承，获取主动磁轴承的动不平衡矢量和静不平衡矢量，构建所述主动磁轴承的不平衡矩阵；基于所述不平衡矩阵，依据所述主动磁轴承的电磁力在其工作点处的线性变化，构建所述主动磁轴承的同频振动力的第一矩阵；通过同步坐标变换的方法，对所述第一矩阵进行变换，获取第二矩阵，其中，所述同步坐标变换用于在不衰减其他信号的前提下提取并消除与转速同频的位移偏差信号；根据所述第一矩阵、所述第二矩阵，获取所述同频振动力的残余的位移刚度力以及所述位移刚度力对应的补偿电流；基于所述第二矩阵、所述补偿电流，对所述同频振动力进行抑制。2.根据权利要求1所述基于主动磁轴承控制系统的同频振动力抑制方法，其特征在于：在构建所述主动磁轴承的不平衡矩阵的过程中，采集所述主动磁轴承的转子的几何轴、惯性轴，以及所述几何轴、所述惯性轴分别与所述主动磁轴承的磁轴承的第一中心平面的交点，获取所述动不平衡矢量；基于所述静不平衡矢量，获取所述静不平衡矢量在所述第一中心平面的位移矢量以及所述位移矢量的第一幅值、第一相角；基于所述动不平衡矢量和所述主动磁轴承的第二中心平面，获取所述主动磁轴承的两个所述磁轴承在所述第二中心平面的第一投影位移矢量、第二投影位移矢量，以及所述第一投影位移矢量的第二幅值、第二相角，所述第二投影位移矢量第三幅值、第三相角；根据所述第一幅值、所述第一相角、所述第二幅值、所述第二相角、所述第三幅值、所述第三相角，构建所述不平衡矩阵。3.根据权利要求2所述基于主动磁轴承控制系统的同频振动力抑制方法，其特征在于：在构建所述不平衡矩阵的过程中，所述动不平衡矢量的表达式为：所述静不平衡矢量的表达式为：所述不平衡矩阵的表达式为：
式中，κ为第一幅值，δ为第一相角，ε为第二幅值，φ为第二相角，ζ为第三幅值，γ为第三相角。4.根据权利要求3所述基于主动磁轴承控制系统的同频振动力抑制方法，其特征在于：在构建第一矩阵的过程中，所述线性变化的表达式为：f＝k
i
i+k
h
x其中，k
i
为电流刚度，k
h
为位移刚度，i为磁轴承线圈中的电流，x为转子位移；所述第一矩阵的表达式为：5.根据权利要求4所述基于主动磁轴承控制系统的同频振动力抑制方法，其特征在于：在获取第二矩阵的过程中，所述同步坐标变换的方法包括以下步骤：构建用于所述同步坐标变换的同步旋转坐标变换矩阵；基于所述同步旋转坐标变换矩阵，通过获取用于所述同步坐标变的低通滤波器的第一状态空间方程，构建所述同步坐标变换的第二状态空间方程，并获取所述同步坐标变换的开环传递函数；基于所述开环传递函数，构建所述同步坐标变换对应的闭环传递函数，并根据所述闭环传递函数，获取所述第二矩阵。6.根据权利要求5所述基于主动磁轴承控制系统的同频振动力抑制方法，其特征在于：所述同步旋转坐标变换矩阵的矩阵方程表达式为：所述第一状态空间方程的表达式为：所述第二状态空间方程的表达式为：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：周金祥，田鹏涛，乐韵，郑世强，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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