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一种基于离散转速观测器的磁轴承自动平衡控制方法技术

技术编号:41958221 阅读:20 留言:0更新日期:2024-07-10 16:43
本发明专利技术公开了一种基于离散转速观测器的磁轴承自动平衡控制方法,属于磁悬浮轴承控制领域,可应用于磁悬浮轴承不平衡振动抑制控制。该方法首先建立考虑不平衡质量的径向磁悬浮轴承转子模型,分析磁悬浮轴承的不平衡振动分量;在此基础上,设计基于二阶广义积分‑锁频环的离散转速观测器,通过电流不平衡振动分量进行转子转速估计;最后,设计基于二阶广义积分的自动平衡控制器,降低转子位移的同频振动分量,实现磁悬浮轴承系统的自动平衡控制。本发明专利技术提出的基于离散转速观测器的磁轴承自动平衡控制方法,能够有效对磁悬浮轴承的同频位移振动进行抑制,同时无需外接传感器或通信获取转速,易于应用实现,具有良好的实用价值和经济价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁悬浮轴承控制领域,尤其涉及一种基于离散转速观测器的磁轴承自动平衡控制方法,适用于无外接传感器或通信下磁悬浮轴承不平衡振动控制。


技术介绍

1、磁悬浮轴承系统是涵盖电气、机械、自动化以及计算机等多领域机电一体化系统,与传统机械轴承相比不存在机械接触,转子转速可以达到较高水平,同时具有无摩擦、无需润滑、轴承刚度及阻尼可控等优点,广泛应用于机械加工、航空航天、船舶与海上运输贸易、医疗等领域,在现代工业中拥有巨大的研究与应用价值。

2、由于受到加工精度、材质均匀程度、安装误差及热变形等因素影响,磁悬浮轴承转子很难做到质量中心和几何中心的绝对重合,导致不平衡质量的存在,从而产生与转速同频的偏心力,使得转子位移产生与转速同频的振动。该同频不平衡振动是转子系统的主要振动来源,并且振动幅度随转速的提升而增大,不但会影响系统的控制精度和动态性能,而且会造成转子失稳跌落等安全性问题。因此,转子的不平衡振动控制技术具有非常重大的意义。

3、目前,针对磁悬浮轴承不平衡振动控制主要分为不平衡补偿控制和自动平衡控制两类,其中自动平衡控制通过引入本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于离散转速观测器的磁轴承自动平衡控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于离散转速观测器的磁轴承自动平衡控制方法,其特征在于,步骤S1中,根据磁悬浮轴承系统线性化控制原理,基于牛顿第二定律,得到考虑不平衡质量的径向磁悬浮轴承转子模型,描述为:

3.根据权利要求2所述的基于离散转速观测器的磁轴承自动平衡控制方法,其特征在于,步骤S1中,磁悬浮轴承系统中,不平衡振动力造成转子位移和控制电流产生同频振动,表现为控制电流与转子位移存在与转速同频的振动分量,不平衡力分量Fx、Fy表示如下:

4.根据权利要求1所述的基于离散转速观...

【技术特征摘要】

1.一种基于离散转速观测器的磁轴承自动平衡控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于离散转速观测器的磁轴承自动平衡控制方法,其特征在于,步骤s1中,根据磁悬浮轴承系统线性化控制原理,基于牛顿第二定律,得到考虑不平衡质量的径向磁悬浮轴承转子模型,描述为:

3.根据权利要求2所述的基于离散转速观测器的磁轴承自动平衡控制方法,其特征在于,步骤s1中,磁悬浮轴承系统中,不平衡振动力造成转子位移和控制电流产生同频振动,表现为控制电流与转子位移存在与转速同频的振动分量,不平衡力分量fx、fy表示如下:

4.根据权利要求1所述的基于离散转速观测器的磁轴承自动平衡控制方法,其特征在于,步骤s2构建基于二阶广义积分-锁频环的离散转速观测器,建立二阶广义积分-锁频环的连续域模型,连续状态方程和频率估计式表示如下:

5.根据权利要求4所述的基于离散转速观测器的磁轴承自动平衡控制...

【专利技术属性】
技术研发人员:花为徐崎凡胡铭觐张志恒杜元昊
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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