[發明專利]電磁軸承主動控制的變相位自適應LMS陷波器的設計方法

有效

• 申請號: 202110102615.5
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112886946B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 祝長生;王曉波
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H03H21/00
• 分類號: H03H21/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種電磁軸承主動控制的變相位自適應LMS陷波器的設計方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)在標準LMS算法的正弦項和余弦項內，引入相位偏移角θ，得到基于相位偏移的自適應LMS算法，具體公式如下：

v(kT)＝w₁(kT)sin(ω_rkT+θ)+w₂(kT)cos(ω_rkT+θ)

w₁[(k+1)T]＝w₁(kT)+2ux(kT)sin(ω_rkT)

w₂[(k+1)T]＝w₂(kT)+2ux(kT)cos(ω_rkT)

式中，v(kT)表示第k個周期陷波提取得到的輸出信號，x(kT)表示第k個周期實現陷波功能所需的輸入信號，w₁(kT)及w₂(kT)分別表示為第k個周期陷波頻率正弦項和余弦項分量的權重系數，u表示自適應LMS算法的迭代步長，ω_r表示多頻信號的陷波頻率，T表示自適應LMS算法的采樣周期；根據不同取值的相位偏移角θ下，繪制電磁軸承-柔性轉子系統在全轉速范圍內的系統根軌跡圖，得到各轉速段下使系統保持穩定的相位偏移角θ的取值范圍；

(2)將步驟(1)得到的基于相位偏移的LMS算法應用于電磁軸承-柔性轉子系統，用于辨識得到特定頻率信號分量，因此基于相位偏移的LMS算法在電磁軸承-柔性轉子系統中的作用等效為陷波器，從而得到基于相位偏移LMS算法的陷波濾波器，能夠從多頻諧波信號中提取出頻率為ω_r的諧波信號，將此信號負反饋入電磁軸承-柔性轉子控制系統，并從而實現對特定頻率激勵信號的穩定補償，進而實現電磁軸承-柔性轉子系統的主動控制。

2.根據權利要求1所述的一種電磁軸承主動控制的變相位自適應LMS陷波器的設計方法，其特征在于，所述基于相位偏移的LMS算法應用于電磁軸承-柔性轉子系統的具體過程如下：

建立電磁軸承-柔性轉子系統的控制模型，將基于相位偏移的LMS算法以負反饋形式引入原控制模型，將傳感器G_s測得的位移信號X(s)分別負反饋至PID控制器G_c與相位偏移自適應LMS陷波器N_f(s)，相位偏移自適應LMS陷波器的輸出負反饋至功率放大器G_a的輸入，最后通過功率放大器的輸出電流驅動電磁軸承，實現對柔性轉子的振動主動控制。