【摘要】：為了防止電磁軸承轉(zhuǎn)子的不平衡振動(dòng)影響轉(zhuǎn)子穩(wěn)定的運(yùn)行,需采取振動(dòng)控制以減弱不平衡振動(dòng)。轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)可以分解為兩個(gè)正交方向上的單自由度簡(jiǎn)諧振動(dòng),在兩個(gè)正交方向上同時(shí)執(zhí)行基于LMS算法的自適應(yīng)振動(dòng)控制,可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子徑向二維的不平衡振動(dòng)主動(dòng)抑制。最后,在單自由度懸浮實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了振動(dòng)抑制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明所述方法振動(dòng)抑制是有效的,并且能夠在控制收斂范圍內(nèi),對(duì)振動(dòng)幅值和相位的變化實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)跟蹤。同時(shí),分析了步長(zhǎng)因子、噪音、振動(dòng)初相位等因素對(duì)其振動(dòng)抑制性能的影響。
【圖文】：

振動(dòng)）。因此，本文提出一種基于ＬＭＳ（最小均方誤差）算法的單自由度振動(dòng)自適應(yīng)控制方法，可以在已知頻率前提下，對(duì)單頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)實(shí)現(xiàn)有效抑制。并且，在振動(dòng)變化時(shí)，能夠?qū)φ駝?dòng)的幅值和相位實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)跟蹤。在轉(zhuǎn)子徑向的兩個(gè)正交方向上，同時(shí)執(zhí)行這樣的單自由度振動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子二維的不平衡振動(dòng)抑制。在單自由度懸浮梁實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了振動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)，并分析步長(zhǎng)、噪音等因素對(duì)其振動(dòng)抑制性能的影響。１電磁軸承的工作原理電磁軸承可以通過(guò)對(duì)電磁力的主動(dòng)控制把轉(zhuǎn)子懸浮在期望位置［１３］，如圖１所示。由兩個(gè)位移傳感器分別檢測(cè)轉(zhuǎn)子在Ｘ，Ｙ兩個(gè)互相正交方向的懸浮位置。每當(dāng)轉(zhuǎn)子在受到干擾偏離期望位置時(shí)，，經(jīng)由位移傳感器檢測(cè)出來(lái)轉(zhuǎn)子的位置偏移量，經(jīng)過(guò)控制器的控制策略產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，然后由功率放大器放大產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)定子繞組的控制電流，定子繞組產(chǎn)生電磁力，使轉(zhuǎn)子回到預(yù)期位置，這就是電磁軸承的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定過(guò)程。通常，一個(gè)電磁軸承可以控制Ｘ，Ｙ兩個(gè)方向的電磁力，一個(gè)轉(zhuǎn)子由兩個(gè)電磁軸承支承。因此，轉(zhuǎn)子的徑向懸浮需要４個(gè)方向的可控電磁力。最基本的懸浮控制方法，每個(gè)方向采用獨(dú)立的反饋控制回路，可以實(shí)現(xiàn)電磁軸承－轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的懸浮控制，稱為電磁軸承的分散控制。每個(gè)獨(dú)立的反饋控制回路稱為電磁軸承的單自由度的懸浮控制。以下討論單自由度的電磁軸承懸浮控制模型。圖１電磁軸承原理２電磁軸承單自由度懸浮建模和振動(dòng)控制原理單自由度的電磁軸承控制模型如圖２所示。通過(guò)懸浮控制器Ｃ（ｓ）產(chǎn)生懸浮控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大器Ｐ（ｓ）和電磁軸承定子繞組Ａ（ｓ）后產(chǎn)生電磁力。電磁力和不平衡干擾力Ｆ（ｔ）共

種不平衡力大小與轉(zhuǎn)速的平方成正比增加。從單自由度模型角度，轉(zhuǎn)子的不平衡力可以看成是直接作用于轉(zhuǎn)子的干擾外力。該干擾力始終與轉(zhuǎn)速同頻率，如圖２中的Ｆ（ｔ），可用式（１）表示：Ｆ（ｔ）＝ｅｍω２０ｓｉｎ（ω０ｔ＋θ）（１）其中：ｅ表示為轉(zhuǎn)子的偏心距，ｍ是轉(zhuǎn)子質(zhì)量，ω０為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，θ為不平衡力的初相角。根據(jù)模型等效原則，不平衡力Ｆ（ｔ）等效成一個(gè)疊加在功率放大器Ｐ（ｓ）輸入端的不平衡干擾信號(hào)Ｆ′（ｔ），如圖３所示。圖３單自由度電磁軸承振動(dòng)控制等效模型６５第１期徐駿等：電磁軸承單自由度簡(jiǎn)諧振動(dòng)的自適應(yīng)主動(dòng)控制
【作者單位】： 浙江理工大學(xué)信息學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11272288) 浙江省公益技術(shù)應(yīng)用研究項(xiàng)目(2015C31063) 浙江理工大學(xué)研究生創(chuàng)新項(xiàng)目(YCX14022) 計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)省重點(diǎn)學(xué)科研究生創(chuàng)新項(xiàng)目(XDY15005)
【分類號(hào)】：TH133.3

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7 沙宏磊;徐e

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