[发明专利]LMS自适应滤波无轴承电机的不平衡激振力补偿方法

摘要

本发明提出一种LMS自适应滤波无轴承电机的不平衡激振力补偿方法，首先测量电机转子的旋转机械角速度和转子实时径向位移，由构造LMS滤波器的双参考信号；将及双参考信号送入LMS滤波器，通过包含简便步长因子调整函数的权值调整算式调整滤波器权值，提取转子不平衡振动位移信号的最佳估计值；将其进行转子同步旋转变换、闭环反馈及反转子同步旋转变换，得到不平衡振动补偿控制力信号。该自适应变步长因子调整函数通过参数c调整步长因子自适应快调阶段与慢调阶段的临界跟踪误差绝对值，本发明计算量小，能克服因转子质量偏心产生的不平衡离心激振力，提高了转子悬浮控制精度及不平衡位移跟踪提取与收敛速度。

主权项

一种LMS自适应滤波无轴承电机的不平衡激振力补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、测量电机转子的旋转机械角速度ωr和转子实时径向位移x(k)，由ωr构造LMS滤波器的双参考信号x1(k)和x2(k)；(2)、将x(k)、x1(k)和x2(k)送入LMS滤波器，由不平衡振动位移信号的估计算式：得到转子不平衡振动位移的估计值其中，w1(k)和w2(k)为权值；计算得到当前误差利用权值调整算式对w1(k)和w2(k)进行权值调整，其中，μ(k)为步长因子，其调整函数为：μ(k)＝a×[1‑exp(‑|c×e(k)|3)]，其中，a和c是调节步长因子随误差变化的参数，a＞0,用于控制步长因子调整函数的取值范围,保证不平衡振动位移的跟踪快速性和收敛稳定性；0＜c＜1,用于控制步长因子调整函数的形状，并以作为误差e(k)绝对值的临界点将步长因子调整阶段分为自适应慢调步长阶段与自适应快调步长阶段；0＜μ(k)＜1/λmax，λmax是输入信号自相关矩阵的最大特征值；在所述自适应慢调步长阶段，当不平衡位移跟踪误差e(k)绝对值进入范围内时,所述步长因子调整函数在较小的步长因子变化范围内自适应慢调步长因子μ(k)，且在误差e(k)接近零处变化缓慢；在所述自适应快调步长阶段，当不平衡位移跟踪误差e(k)绝对值大于时，所述步长因子调整函数加快跟踪速度自适应快调步长因子μ(k)；(3)、重复步骤(1)‑(2)，直至达到稳态时，得到的即为转子不平衡振动位移的最佳估计值；(4)、对转子不平衡振动位移的最佳估计值进行转子同步旋转变换、零值给定值的闭环反馈调节及反转子同步旋转变换，即得到不平衡振动补偿控制力信号