[发明专利]一种主动调节悬浮位置的磁悬浮轴承不平衡振动抑制方法

权利要求书

1.一种主动调节悬浮位置的磁悬浮轴承不平衡振动抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：提取磁悬浮轴承转子由于测控分离导致的相位落后数值；

步骤2：设计磁悬浮轴承悬浮参考位置调节控制器；计算新的悬浮参考位置以抑制不平衡振动；

步骤1具体为：

步骤1.1：从参考悬浮位置处输入正弦激振信号此正弦参考激振信号振幅值不变，但频率由低到高逐步增加；记这些由低到高的频率为f₁、f₂…f_x…f_N，其中1≤x≤N，N为大于1的自然数；

步骤1.2：同步采集参考悬浮位置处输入的正弦激振信号和传感器采集的转子振动位移信号x；

步骤1.3：将采集的f₁频率下的正弦激振信号与对应转子振动位移信号采用零相位滤波器进行滤波以便剔除干扰信号，滤波器的中心滤波频率为f₁；将采集的f₂频率下的激振信号与对应转子振动位移信号采用零相位滤波器进行滤波，滤波器的中心滤波频率为f₂；依次类推处理其余采集数据；

步骤1.4：对滤波后的数据进行傅里叶变换，然后将对应频率下的转子振动位移信号x与输入信号的相位做差，获得磁悬浮轴承转子由于测控分离导致的相位落后数值，f₁、f₂…f_x…f_N频率下的落后的相位值依次记为

步骤2具体为：

步骤2.1：初始悬浮位置为r，通过获取当前转速下由传感器获取的转子振动位移位置q_s，计算与r的距离；然后沿着q_s与r的反方向位置上设置悬浮参考位置r₁，且r₁与r的距离和q_s与r的距离一致；最后根据当前转速频率，从步骤1.4中选取对应频率下落后的相位值将r₁沿着相位落后的方向超前旋转角度到达即新的悬浮参考位置；

步骤2.2：将q_s与r形成的转子的振动位移分解为正交解耦的x，y两个方向分别同时进行控制；

步骤2.3：传感器采集的转子振动信号在x方向的分量首先进入悬浮参考位置计算器；与此同时悬浮参考位置计算器读取转子的转速信号n_x，计算出此时转速对应的频率；

步骤2.4：悬浮参考位置计算器根据此时转速对应的频率，从步骤1中选取与转速频率对应的补偿相位值；

步骤2.5对步骤2.2中x方向的转子的振动位移求导得到x方向的转子振动信号速度根据转子振动信号速度的正负，计算所需的初始相位数值ωt_x，如公式(1)所示，公式中A为转子的振动幅值；

步骤2.6：获得初始相位数值后，根据(2)计算此刻磁悬浮轴承位置处转子在x方向的真实位置r_rx，消除由传感器与磁悬浮轴承控制点不在同一位置引起的误差；

步骤2.7：计算新的x方向的悬浮参考位置r_nx，公式(3)中r_ox为x方向的初始悬浮参考位置；

r_nx＝r_ox-r_rx (3)

步骤2.8：传感器采集的转子振动信号在y方向的分量首先进入悬浮参考位置计算器；与此同时悬浮参考位置计算器读取转子的转速信号n_y，计算出此时转速对应的频率；

步骤2.9：悬浮参考位置计算器根据此时转速对应的频率，从步骤1中选取与转速频率对应的补偿相位值；

步骤2.10：对步骤2.2中y方向的转子的振动位移求导得到y方向的转子振动信号速度根据转子振动信号速度的正负，计算所需的初始相位数值ωt_y，如公式(4)所示，公式中A为转子的振动幅值；

步骤2.11：获得初始相位数值后，根据(5)计算此刻磁悬浮轴承位置处转子在y方向的真实位置r_ry，消除由传感器与磁悬浮轴承控制点不在同一位置引起的误差；

步骤2.12：计算新的y方向的悬浮参考位置r_ny，公式(6)中r_oy为原始固定的y方向的悬浮参考位置；

r_ny＝r_oy-r_ry (6)。