[发明专利]一种基于谐波小波的磁悬浮转子动不平衡位移检测方法

说明书

本发明涉及一种基于谐波小波的磁悬浮转子动不平衡位移检测方法。首先检测磁悬浮转子在两端径向位移传感器处的径向位移，然后计算磁悬浮转子在x方向和y方向上的径向位移差值，并对其进行离散傅立叶变换；设计一种根据转子实时角频率自动改变中心频率的滤波窗；用该滤波窗与磁悬浮转子在两端径向位移传感器处x方向和y方向上径向位移差值的离散傅立叶变换相乘，得到各径向位移差频谱的初次滤波值，再用无偏估计阈值对初次滤波值进行二次滤波，最后对各径向位移差频谱的二次滤波值进行离散傅立叶反变换，得到磁悬浮转子系统动不平衡的各径向位移。本发明直接从磁悬浮转子系统获取转子实时频率，避免了转子频率的识别误差，提高了磁悬浮转子动不平衡位移量的检测精度。

技术领域

本发明涉及一种基于谐波小波的磁悬浮转子动不平衡位移检测方法，用于磁悬浮转子系统的动不平衡振动的抑制。

背景技术

相比机械轴承转子系统，磁悬浮转子系统因具有无摩擦、振动小、寿命长的显著优点，成为储能飞轮和磁悬浮控制力矩陀螺的重要组成部件，目前成为高分辨率对地观测卫星上的主要储能或姿态控制执行机构。然而这些超高分辨卫星平台上，高分辨率的对地成像系统要求星体保持超静性能。而磁悬浮转子系统的动不平衡导致的振动输出成为制约高分辨率对地成像技术瓶颈。

对惯性执行机构引起的振动主要有两种方案进行抑制：其一是采用隔振装置；二是转子系统采用柔性支承技术如磁悬浮轴承。采用隔振装置可以滤除大部分的高频振动，但对于低频振动的抑制效果不好，同时由于增加了隔振动装置，其动态响应变慢，不利于高敏捷机动。对于磁悬浮轴承+转子系统即磁悬浮转子系统，可通过控制转子只绕其惯性主轴旋转来抑制动不平衡，这就需要先把动不平衡量或动不平衡引起的位移量检测出来，进而加以抑制。目前对动不平衡的检测方法多基于磁悬浮转子系统模型，算法非常复杂，不易实现动不平衡量的在线检测，且由于不能精确建模，模型误差也将导致对动不平衡量或动不平衡位移的检测误差。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种不依赖于模型，仅通过转子径向位移和转子频率，就能实现磁悬浮转子系统动不平衡位移的在线检测系统。

本发明的技术解决方案是：一种基于谐波小波的磁悬浮转子动不平衡位移检测方法，主要包括以下步骤：

步骤(1)磁悬浮转子径向位移获取与预处理；

步骤(2)利用转子实时角频率ω进行谐波窗的设计；

步骤(3)用步骤(2)中所设计的谐波窗对步骤(1)中的磁悬浮转子径向位移差的频谱进行谐波小波滤波处理，得到转子径向位移差的初次滤波频谱；

步骤(4)对步骤(3)中的转子径向位移差的初次滤波频谱进行无偏估计阈值滤波，得到转子径向位移差的二次滤波频谱；

步骤(5)对步骤(4)中的转子径向位移差的二次滤波频谱进行离散傅立叶反变换，获得磁悬浮转子动不平衡位移。

进一步的，所述步骤(1)磁悬浮转子径向位移获取与预处理；具体包括：