[发明专利]一种同频扰动抑制方法和系统

权利要求书

1.一种同频扰动抑制方法，其特征在于：包括首先同频扰动作用在磁轴承转子上，通过转子系统输出的位移信号反馈到比例微分控制器，产生具有干扰作用后的控制电流信号；将所述位移信号和所述控制电流信号共同作为干扰观测器的输入；

所述位移信号包括扰动信号，利用扰动信号与控制信号截止频率的不同，将扰动信号通过低通滤波器，将扰动观测器观测的信号抵消实际扰动，进而抑制同频扰动力。

2.如权利要求1所述的同频扰动抑制方法，其特征在于：具体还包括以下步骤，

建立包含同频扰动力的转子本体的动力学模型；

将所述动力学模型结合比例微分控制器，并通过设置比例微分控制器的结构，构建闭环的转子系统；

所述转子系统中加入扰动观测器构建同频扰动抑制闭环系统，包括将所述转子系统的位移输出和比例微分控制器的输出共同作为扰动观测器的输入，然后经过低通滤波器，进行实时计算系统扰动；

确定比例微分控制器的参数，包括比例系数和微分系数。

3.如权利要求2所述的同频扰动抑制方法，其特征在于：转子本体的所述动力学模型G_p(s)为：

其中，

式中k_ilx、k_irx；k_ily、k_iry分别是x和y方向上的磁轴承电流刚度，k_slx、k_srx；k_sly、k_sry分别是x和y方向上的磁轴承位移刚度，i_lx、i_rx；i_ly、i_ry分别是x和y方向上用于产生电磁力的控制电流。

4.如权利要求2或3所述的同频扰动抑制方法，其特征在于：构建的所述转子系统中包括，

明确所述比例微分控制器的传递函数G_c(s)：G_c(s)＝k_P+k_Ds，式中k_P为比例系数，k_D为微分系数；以及q_d为给定轴承位移信号，q_l为目标轴承位移信号，G_c(s)为比例微分控制器，G_p(s)为转子本体的动力学模型。

5.如权利要求4所述的同频扰动抑制方法，其特征在于：根据构建的所述同频扰动抑制闭环系统，设置该系统的实际输入u(s)和被控对象的逆模型的差值为所产生的误差A，且通过所述低通滤波器Q(s)得到同频扰动R_unb(s)的补偿值

6.如权利要求5所述的同频扰动抑制方法，其特征在于：由所述同频扰动抑制闭环系统能够得到下式，

同时也能够得到的传递函数如下：

所述低通滤波器的形式主要如下：

当选取合适的低通滤波器的截止频率w，满足频域下幅值|Q(jw)|≈1时，能够得：

由上式得出验证所述低通滤波器下的扰动观测器结构能够实现同频扰动的抑制。