基于改进制造技术

本发明专利技术涉及磁悬浮双转子技术领域，尤其涉及基于改进

【技术实现步骤摘要】
基于改进ANF的磁悬浮双转子谐振抑制方法及系统


[0001]本专利技术涉及磁悬浮双转子
，尤其涉及基于改进
ANF
的磁悬浮双转子谐振抑制方法及系统
。

技术介绍

[0002]当代工业制造的高效性和精度要求对于机械设备的可靠性提出了更高的要求
。
磁悬浮双转子是一种关键的高速机械设备，其性能的可靠性和稳定性对于生产的可持续性至关重要
。
[0003]由于其工作条件的复杂性，包括高转速
、
高温度
、
强磁场和磨损等因素，机械故障的风险也会增加
。
因此，研究磁悬浮双转子的不对中振动检测技术，可以为提高其可靠性和稳定性提供有效的支持
。
[0004]转子在实际应用中总是伴随升速
、
降速的过程，转速频率也在不停变化中，所以要求频率估计算法要具有良好的频率跟踪能力，可以在短时内估计振动信号频率；现有
ANF
应对包含直流偏置的待测信号易出现偏差，且对于快速变化的频率信息，会导致较大超调量的同时也不具有较好的频率跟踪能力
。

技术实现思路

[0005]针对现有方法的不足，本专利技术解决双转子联轴器不对中及质量分布不平衡问题伴随着产生谐振的问题
。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：基于改进
ANF
的磁悬浮双转子谐振抑制方法以下步骤：
[0007]步骤一
、
利用位移传感器采集转子电压信号，并进行预处理；
[0008]进一步的，预处理包括：对转子电压信号进行降噪和滤波
。
[0009]步骤二
、
将预处理后的转子电压信号输入带阻角频率的陷波滤波器得到输出信号，将输出信号负反馈给待测电压信号得到误差信号，通过改进
ANF
不断迭代使得误差信号不断逼近0，从而完成对转子电压信号的自适应陷波与频率估计
。
[0010]进一步的，改进
ANF
的公式为：
[0011][0012]其中，
ρ
和
λ
为收敛速度增益系数与阻尼比系数，
N、
μ
、
σ
均为根据频率估计值区间可
自行整定的正实数，
A
为幅值，
ε
∫e(t)
为计算出的直流分量，
m
为要滤除的谐波阶数，
e(t)
为误差信号，
τ
、
τ
n
为中间变量，为
τ
的一阶微分，为
τ
n
的二阶微分，
θ
为带阻频率，为
θ
的一阶微分
。
[0013]步骤三
、
将频率估计值作为滤波器的中心频率，滤除同频振动位移信号与谐振位移信号，得到滤除同频后的输出信号；
[0014]进一步的，滤波器的传递函数为：
[0015][0016]其中，
ξ
为阻尼系数，
ω
为带通滤波器中心频率，
b
为带通频宽比
。
[0017]步骤四
、
将滤除同频后的输出信号送入控制器中，通过闭环反馈实现零电流控制
。
[0018]进一步的，控制器采用
PID
控制
。
[0019]进一步的，基于改进
ANF
的磁悬浮双转子谐振抑制系统，包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；处理器，用于执行指令以实现基于改进
ANF
的磁悬浮双转子谐振抑制方法
。
[0020]进一步的，存储有计算机程序代码的计算机可读介质，计算机程序代码在由处理器执行时实现基于改进
ANF
的磁悬浮双转子谐振抑制方法
。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]1、
基于改进
ANF
算法，结构简单，计算复杂度低，通过加入积分环节可在存在直流偏置的情况下实现谐振抑制；
[0023]2、
采用自适应收敛速度增益，可以准确且快速估计出基振与谐振频率，保证振动抑制的快速响应，同时自适应增益也能保证当径向振动位移的幅值出现变化时，依然可以实现稳定控制
。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的基于改进
ANF
对于磁悬浮双转子谐振抑制流程图；
[0025]图2是电涡流位移传感器安装位置图；
[0026]图3为本专利技术改进
ANF
的频率识别原理图；
[0027]图4为改进
ANF
结构模型；
[0028]图5为改进
ANF
的子结构1模型；
[0029]图6为改进
ANF
的子结构2模型；
[0030]图7为转速
6000r/min
时，计及扰动力
F
的径向振动位移；
[0031]图8为基频与谐振频率识别结果；
[0032]图9为双转子谐振抑制结果
。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成
。
[0034]给定电动机转速为
6000rad/min
，同时由于双转子联轴器不对中及质量分布不平
衡等问题伴随着谐振的产生
。
[0035]如图1所示，基于改进
ANF
的磁悬浮双转子谐振抑制方法包括以下步骤：
[0036]步骤一
、
选定位移传感器并进行数据采集及预处理；
[0037]如图2所示，针对径向振动位移信号，在转子
1、2
两端安装电涡流位移传感器来捕捉位移信号，将振动位移信号输入自适应滤波器进行降噪
、
滤波处理，提高信号的质量和准确性
。
[0038]步骤二
、
基于
ANF
频率估计原理如图3所示，将待测电压信号
x(t)
经带阻角频率为
θ
的陷波滤波器，得到输出信号
y(t)
，把输出信号
y(t)
负反馈给待测电压信号
x(t)
得到误差信号
e(t)
；当误差信号
e(t)
＝0时，带阻频率
θ
＝
ω
，此时即完成对待测信号的频率估计；当误差信号
e(t)≠0
时，通过
ANF(
自适应算法
)
不断迭代使得误差信号不断逼近0，从而完成对
x(t)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于改进
ANF
的磁悬浮双转子谐振抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一
、
利用位移传感器采集转子电压信号，并进行预处理；步骤二
、
将预处理后的转子电压信号输入带阻角频率的陷波滤波器得到输出信号，将输出信号负反馈给待测电压信号得到误差信号，通过改进
ANF
不断迭代使误差信号逼近0，从而完成对转子电压信号的自适应陷波与频率估计；步骤三
、
将频率估计值作为滤波器的中心频率，滤除同频振动位移信号与谐振位移信号，得到滤除同频后的输出信号；步骤四
、
将滤除同频后的输出信号送入控制器中，通过闭环反馈实现零电流控制
。2.
根据权利要求1所述的基于改进
ANF
的磁悬浮双转子谐振抑制方法，其特征在于，预处理包括：对转子电压信号进行降噪和滤波
。3.
根据权利要求1所述的基于改进
ANF
的磁悬浮双转子谐振抑制方法，其特征在于，改进
ANF
的公式为：其中，
ρ
和
λ
为收敛速度增益系数与阻尼比系数，
N、
μ
、
σ
为根据频率估计值区间自行整定的正实数，
A
为幅值，
ε
∫e(t)
为直流分量，

【专利技术属性】
技术研发人员：佘世刚，刘通，关旭东，施克健，刘希，周年年，谢金龙，李博，唐浩东，王宇卓，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：