[發明專利]變步長LMS自適應濾波器的磁軸承轉子振動補償方法

在審

• 申請號: 202210069708.7
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114527650A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 施佳明;馬志豪;朱劍毫;趙騰飛;朱熀秋
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種變步長LMS自適應濾波器的磁軸承轉子振動補償方法，X、Y方向的參考徑向位移x^*，y^*和對應的實際徑向位移作差得到X、Y方向的位移差值d_x，d_y，磁軸承轉子的轉速輸入到陷波器中產生同頻的X方向正弦信號值x₁(nT)、余弦信號值x₂(nT)和Y方向正弦信號值y₁(nT)、余弦信號值y₂(nT)，.X方向正弦信號值x₁(nT)和余弦信號值x₂(nT)輸入到X方向變步長LMS自適應濾波器中，Y方向正弦信號值y₁(nT)和余弦信號值y₂(nT)輸入到Y方向變步長LMS自適應濾波器中，其特征是還包括以下步驟：

步驟1)：將當前n時刻的位移差值d_x，d_y與對應的n-1時刻的補償信號值q_x(n-1)，q_y(n-1)分別作差，得到n時刻的X、Y方向的誤差瞬時值e_x(n)，e_y(n)；

步驟2)：X方向變步長LMS自適應濾波器基于X方向正弦信號值x₁(nT)和余弦信號值x₂(nT)計算出X方向的補償信號值q_x(n)＝w₁(n)x₁(nT)+w₂(n)x₂(nT)，同理，Y方向變步長LMS自適應濾波器基于Y方向正弦信號值y₁(nT)和余弦信號值y₂(nT)計算出Y方向的補償信號值q_y(n)，w₁(n)和w₂(n)為權值系數；

步驟3)：X、Y方向變步長LMS自適應濾波器分別處理誤差瞬時值e_x(n)，e_y(n)，將誤差瞬時值e_x(n)，e_y(n)與誤差閾值e作比較，當e_x(n)，e_y(n)各自大于或等于e時，將位移差值d_x與n時刻X方向的補償信號值q_x(n)作差，獲得轉子X方向的振動補償差值，將位移差值d_y與n時刻Y方向的補償信號值q_y(n)作差，獲得轉子Y方向的振動補償差值。

2.根據權利要求1所述的變步長LMS自適應濾波器的磁軸承轉子振動補償方法，其特征是：步驟2)中，采用類箕舌線函數模型計算出步長因子基于步長因子μ(n)自適應調整權值系數w₁(n)和w₂(n)為：e_x(n-1)為n-1時刻的誤差瞬時值，E[e_x(n)e_x(n-1)]為e_x(n)與e_x(n-1)乘積的期望值；α為形狀參數，控制函數的形狀；β為幅值參數，控制函數的幅值；γ為收斂速度參數，控制算法收斂速度；w₁(n-1)和w₂(n-1)分別是n-1時刻的權值系數瞬時值；x₁(n-1)和x₂(n-1)分別是n-1時刻的X方向正弦信號值和余弦信號值。

3.根據權利要求2所述的變步長LMS自適應濾波器的磁軸承轉子振動補償方法，其特征是：采用一階T-S模糊推理機，根據X方向誤差瞬時值e_x(n)和誤差變化量de_x(n)＝e_x(n)-e_x(n-1)，分別對幅值參數β和收斂速度參數γ進行調整。

4.根據權利要求3所述的變步長LMS自適應濾波器的磁軸承轉子振動補償方法，其特征是：幅值參數β的取值范圍應為(0.005，0.5)，收斂速度參數γ的取值范圍為(0.05，0.4)，取形狀參數α＝4。