CN112033604B - 基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法及装置 - Google Patents

基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法及装置 Download PDF

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CN112033604B CN202010734271.5A CN202010734271A CN112033604B CN 112033604 B CN112033604 B CN 112033604B CN 202010734271 A CN202010734271 A CN 202010734271A CN 112033604 B CN112033604 B CN 112033604B
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    • G01M1/16—Determining unbalance by oscillating or rotating the body to be tested
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Abstract

本申请公开了一种基于磁轴承力自由影响系数法的转子动平衡方法及装置，其中，方法包括：确定转子平衡转速；对磁轴承进行力自由同步控制，使其转子绕其质量中心旋转；然后获取转子在平衡转速运行时磁轴承力自由控制算法的稳态输出量；由此，当在转子平衡面施加试重时，算法输出量会随试重发生线性变化，由初始输出量与试重后的输出量，计算出转子平衡面试重对力自由算法输出量的影响系数阵，然后可根据力自由影响系数阵计算出转子不平衡等效到平衡面处的残余不平衡量，从而据此实现高精度的转子本机动平衡。

Description

基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法及装置
技术领域
本申请涉及磁轴承技术领域，特别涉及一种基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法及装置。
背景技术
主动磁轴承利用其定子磁铁产生的受控电磁力吸引铁磁性转子，实现转子的非接触支承。磁轴承工作时的一个独特优势是，它们可以对转子的同步振动进行特殊控制，即所谓不平衡控制。
然而，如果要通过同步位移振动测量进行转子本机动平衡，需先将转子运行到某一转速，测量初始位移振动；然后添加试重，测量试重添加后位移同步振动幅值与相位的变化，结合影响系数法实现转子高精度平衡。并且，其需要借助同步采样技术搭建测试平台，获取转速同步数据，并提取位移同步振幅与相位；另外，转子未进行平衡时，难以直接将其运行到工作转速，则在升速过程中，往往需要进行不同转速下的多次平衡，工作效率很受影响，亟待提升。
申请内容
本申请提供一种基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法及装置，通过对磁轴承进行力自由同步控制，使其转子绕其质量中心旋转；然后获取转子在平衡转速运行时磁轴承力自由控制算法的稳态输出量；由此，当在转子平衡面施加试重时，算法输出量会随试重发生线性变化，由初始输出量与试重后的输出量，计算出转子平衡面试重对力自由算法输出量的影响系数阵，然后可根据影响系数阵计算出转子不平衡等效到平衡面处的残余不平衡量，从而据此实现高精度的转子本机动平衡。
本申请第一方面实施例提供一种基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法，包括以下步骤：
确定转子平衡转速；
获取所述转子在平衡转速运行时，磁轴承力自由控制算法的稳态输出量；并获取添加预设试重后的算法输出量；根据所述稳态输出量与所述试重后的算法输出量，计算出转子平衡面试重对力自由算法输出量的影响系数阵以及
根据所述影响系数阵计算磁轴承转子动平衡的转子残余不平衡量。
可选地，上述的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法，还包括：基于预设的磁轴承的力自由不平衡控制策略对存在残余不平衡量的转子进行磁轴承同步控制，使其转子绕其质量中心旋转；其中，转子同步位移的值与所述残余不平衡量呈正比关系。
可选地，GNF算法执行时，所述影响系数阵为：
Figure GDA0003280516590000021
其中，j为虚数单位，axu0为上径向x通道力自由控制算法初始输出量的实部，axu1为上径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxu0为上径向x通道力自由控制算法初始输出量的虚部，bxu1为上径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axu2为下径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxu2为下径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axd0为下径向x通道力自由控制算法初始输出量的实部，axd1为上径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxd0为下径向x通道力自由控制算法初始输出量的虚部，bxd1为上径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axd2为下径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxd2为下径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，mxu1为上径向试重矢量，mxd1为下径向试重矢量。
可选地，所述转子残余不平衡量为：
Figure GDA0003280516590000031
其中，mxu0为转子等效到上径向磁轴承的平衡面的残余不平衡量，mxd0为转子等效到下径向磁轴承的平衡面的残余不平衡量，T-1为前述影响系数阵的逆矩阵。
本申请第二方面实施例提供一种基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡装置，包括：
确定模块，用于确定转子平衡转速；
获取模块，用于获取所述转子在平衡转速运行时，磁轴承力自由控制算法的稳态输出量；并获取添加预设试重后的算法输出量；根据所述稳态输出量与所述试重后的算法输出量，计算出转子平衡面试重对力自由算法输出量的影响系数阵；以及
计算模块，用于根据所述影响系数阵计算磁轴承转子动平衡的转子残余不平衡量。
可选地，上述的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡，还包括：
控制模块，用于基于预设的磁轴承的力自由不平衡控制策略对存在残余不平衡量的转子进行磁轴承同步控制，使其转子绕其质量中心旋转；其中，转子同步位移的值与所述残余不平衡量呈正比关系。
可选地，GNF算法执行时，所述影响系数阵为：
Figure GDA0003280516590000041
其中，j为虚数单位，axu0为上径向x通道力自由控制算法初始输出量的实部，axu1为上径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxu0为上径向x通道力自由控制算法初始输出量的虚部，bxu1为上径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axu2为下径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxu2为下径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axd0为下径向x通道力自由控制算法初始输出量的实部，axd1为上径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxd0为下径向x通道力自由控制算法初始输出量的虚部，bxd1为上径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axd2为下径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxd2为下径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，mxu1为上径向试重矢量，mxd1为下径向试重矢量。
可选地，所述转子残余不平衡量为：
Figure GDA0003280516590000042
其中，mxu0为转子等效到上径向磁轴承的平衡面的残余不平衡量，mxd0为转子等效到下径向磁轴承的平衡面的残余不平衡量，T-1为前述影响系数阵的逆矩阵。
本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被设置为用于执行如上述实施例所述的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上述实施例所述的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法。
该方法中，当在转子平衡面施加试重时，算法输出量会随试重发生线性变化，由此计算出转子平衡面试重对算法输出量的影响系数阵，并根据影响系数阵计算出转子不平衡等效到平衡面处的残余不平衡量，从而据此实现高精度的转子本机动平衡。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的一种基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法的流程图；
图2为根据本申请实施例提供的一种基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法的流程图；
图3为根据本申请一个实施例的磁轴承刚性转子简图的示意图；
图4为根据本申请实施例的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡装置的示例图；
图5为根据本申请实施例的电子设备的方框示例图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法及装置。
在介绍本申请实施例的磁轴承转子动平衡方法之前，先简单介绍下一种经典的“力自由”控制方案。
具体地，该方案其涉及到通用限波器(GNF)算法。该算法基本原理如图1所示，图1中，y为转子位移向量，Nf为内部限波反馈单元，其中心频率随着转速变化而变化，其输出与y相减以去除y中同频分量，反馈系数ε决定限波器N(s)的收敛速度和中心限波带宽，TGNF为限波器参数矩阵，Ω为转子转速。
设w(t)为内部限波反馈单元Nf的输入向量，c为Nf的输出向量，I为单位阵，则有：
Figure GDA0003280516590000061
TGNF矩阵由实系数单元TR和TJ组成，表达式为：
Figure GDA0003280516590000071
c和w满足微分方程：
Figure GDA0003280516590000072
Nf传递函数为：
Figure GDA0003280516590000073
通用限波器N传递函数为：
Figure GDA0003280516590000074
将s＝jω代入上式得N之频率特性函数N(jω),ε≠0时知：
当ω＝Ω，N(jω)＝0；
当Ω-Δω<ω<Ω+Δω，N(jω)≈0；
当ω＜Ω-Δω，或ω>Ω+Δω，N(jω)＝1。
通过在位移测量信号中叠加Nf反馈信号c，消除其转速同频成分(从此角度看，算法收敛后c直接等价于转子同步位移)，控制器对转子的同频信号响应变为零，磁轴承同频刚度接近零，实现力自由控制，转子将绕其惯性主轴旋转。
具体而言，图2为本申请实施例所提供的一种基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法的流程示意图。
如图2所示，该基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法包括以下步骤：
在步骤S201中，确定转子平衡转速。
可以理解的是，“力自由”算法收敛后的输出值，可以替代位移同步振动数值，直接作为转子不平衡量的度量，用于实现磁轴承转子的高速精密动平衡。
由此，本申请实施例以GNF算法为例说明动平衡过程。
具体而言，在特定转速下，对特定自由度，GNF算法执行时，由图1其输出c会收敛到Vc0＝a0+j*b0，其中，j为虚数单位。此输出可作为转子在此自由度的初始不平衡矢量分量的度量，直接等价于转子的同步位移。
随后，试重
Figure GDA0003280516590000081
被添加到平衡面1，相同转速下GNF算法输出收敛到Vc1＝a1+j*b1。则“力自由”条件下，平衡面1试重到GNF特定自由度输出的影响系数为(Vc1-Vc0)/m1，称其为平衡面1到此自由度GNF算法稳态输出的“力自由”影响系数。若要进行单平面平衡，需要添加的平衡质量为Vc1*m1/(Vc1-Vc0)。
进一步地，假定对转子进行经典的双平面平衡，即存在两平衡面，两测量面，可实现对刚性转子的完全动平衡。如图3所示，图3为磁轴承刚性转子简图。施加在转子上的力包括右(上)径向磁轴承MB1、左(下)径向磁轴承MB2和轴向磁轴承MB3的电磁力(假定轴向转子与转子中间刚性盘为一体)。为简化问题表述，不失一般性，在此假设平衡面1、检测面1(MB1的位移测量面)与MB1位置重合；平衡面1、检测面2(MB2的位移测量面)与MB2位置重合，下边以x自由度为例(y自由度类似)进行阐述。
具体平衡时可取x平面两自由度数据，或y平面两自由度数据。在此假定选取的是两x自由度。当特定转速下，GNF算法收敛时，其初始不平衡量输出：
Vc0＝[axu0+j*bxu0 axd0+j*bxd0]T；
其中，xu为平面1，xd为平面2，在平面1上
Figure GDA0003280516590000082
角度处添加试重1为
Figure GDA0003280516590000083
后，GNF算法输出为：
Vc1＝[axu1+j*bxu1 axd1+j*bxd1]T，
之后去掉试重1，在平面2上
Figure GDA0003280516590000091
角度处添加试重2为
Figure GDA0003280516590000092
后，GNF算法输出为：
Vc2＝[axu2+j*bxu2 axd2+j*bxd2]T，
由此得到下述方程：
Figure GDA0003280516590000093
Figure GDA0003280516590000094
Figure GDA0003280516590000095
在步骤S202中，获取所述转子在平衡转速运行时，磁轴承力自由控制算法的稳态输出量；并获取添加预设试重后的算法输出量；根据所述稳态输出量与所述试重后的算法输出量，计算出转子平衡面试重对力自由算法输出量的影响系数阵。
可选地，在一些实施例中，GNF算法执行时，影响系数阵为：
Figure GDA0003280516590000096
其中，j为虚数单位，axu0为上径向x通道力自由控制算法初始输出量的实部，axu1为上径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxu0为上径向x通道力自由控制算法初始输出量的虚部，bxu1为上径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axu2为下径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxu2为下径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axd0为下径向x通道力自由控制算法初始输出量的实部，axd1为上径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxd0为下径向x通道力自由控制算法初始输出量的虚部，bxd1为上径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axd2为下径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxd2为下径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，mxu1为上径向试重矢量，mxd1为下径向试重矢量。
可以理解的是，通过对步骤S201中得到的公式(1)-(3)进行处理后，即可得到力自由影响系数矩阵T：
Figure GDA0003280516590000101
在步骤S203中，根据影响系数阵计算磁轴承转子动平衡的转子残余不平衡量。
可选地，在一些实施例中，转子残余不平衡量为：
Figure GDA0003280516590000102
其中，mxu0为转子等效到上径向磁轴承的平衡面的残余不平衡量，mxd0为转子等效到下径向磁轴承的平衡面的残余不平衡量，T-1为前述影响系数阵的逆矩阵。
可选地，上述的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法，还包括：根据所述转子残余不平衡量并基于预设的磁轴承的力自由不平衡控制策略对磁轴承进行同步控制，使其转子绕其质量中心旋转；其中，转子同步位移的值与所述残余不平衡量呈正比关系。
可以理解的是，本申请实施例可以在磁轴承转子运行时，无需额外测振传感器，即可借助磁轴承系统的位移测量信号评估转子残余不平衡量。结合本申请实施例的方法，可令磁轴承同步控制电流接近为零，则转子绕其质量中心(即其惯性主轴)旋转，此时转子同步位移大小正比于残余不平衡量。
综上可知，在特定转速下，力自由不平衡控制算法输出与转子残余不平衡量线性相关。当在转子平衡面施加试重时，算法输出量会随试重发生线性变化，由此计算出转子不平衡量对算法输出量的影响系数阵(力自由影响系数阵)，并根据该影响系数阵计算出转子的残余不平衡量，从而实现高精度的转子本机动平衡。本申请实施例的方法不需要重新采集位移同步信号，同步算法输出量获取方便，省掉了额外的平衡硬件与计算量。另外，使用力自由算法运行时，磁轴承转子即便存在较大的初始不平衡量，转子也可以直接升速到工作转速，在工作转速下进行动平衡，工作效率更高。
根据本申请实施例提出的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法，当在转子平衡面施加试重时，力自由控制算法输出量会随试重发生线性变化，由此计算出转子平衡面试重对算法输出量的力自由影响系数阵，并根据力自由影响系数阵计算出转子不平衡等效到平衡面处的残余不平衡量，从而据此实现高精度的转子本机动平衡。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡装置。
图4是本申请实施例的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡装置的方框示意图。
如图4所示，该基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡装置10包括：确定模块100、获取模块200和计算模块300。
其中，确定模块100用于确定转子平衡转速；
获取模块200用于获取所述转子在平衡转速运行时，磁轴承力自由控制算法的稳态输出量；并获取添加预设试重后的算法输出量；根据所述稳态输出量与所述试重后的算法输出量，计算出转子平衡面试重对力自由算法输出量的影响系数阵；以及
计算模块300用于根据影响系数阵计算磁轴承转子动平衡的转子残余不平衡量。
可选地，上述的基于磁轴承力自由影响系数法的平衡装置10，还包括：控制模块，用于基于预设的磁轴承的力自由不平衡控制策略对存在残余不平衡量的转子进行磁轴承同步控制，使其转子绕其质量中心旋转；其中，转子同步位移的值与所述残余不平衡量呈正比关系。
可选地，GNF算法执行时，影响系数阵为：
Figure GDA0003280516590000121
其中，j为虚数单位，axu0为上径向x通道力自由控制算法初始输出量的实部，axu1为上径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxu0为上径向x通道力自由控制算法初始输出量的虚部，bxu1为上径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axu2为下径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxu2为下径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axd0为下径向x通道力自由控制算法初始输出量的实部，axd1为上径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxd0为下径向x通道力自由控制算法初始输出量的虚部，bxd1为上径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axd2为下径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxd2为下径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，mxu1为上径向试重矢量，mxd1为下径向试重矢量。
可选地，转子残余不平衡量为：
Figure GDA0003280516590000131
其中，mxu0为转子等效到上径向磁轴承的平衡面的残余不平衡量，mxd0为转子等效到下径向磁轴承的平衡面的残余不平衡量，T-1为前述影响系数阵的逆矩阵。
需要说明的是，前述对基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法实施例的解释说明也适用于该实施例的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡装置，此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡装置，当在转子平衡面施加试重时，算法输出量会随试重发生线性变化，由此计算出转子平衡面试重对算法输出量的影响系数阵，并根据影响系数阵计算出转子不平衡等效到平衡面处的残余不平衡量，从而据此实现高精度的转子本机动平衡。
图5为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：
存储器1201、处理器1202及存储在存储器1201上并可在处理器1202上运行的计算机程序。
处理器1202执行程序时实现上述实施例中提供的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法。
进一步地，电子设备还包括：
通信接口1203，用于存储器1201和处理器1202之间的通信。
存储器1201，用于存放可在处理器1202上运行的计算机程序。
存储器1201可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器1201、处理器1202和通信接口1203独立实现，则通信接口1203、存储器1201和处理器1202可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(PeripheralComponent，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器1201、处理器1202及通信接口1203，集成在一块芯片上实现，则存储器1201、处理器1202及通信接口1203可以通过内部接口完成相互间的通信。
处理器1202可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如上的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种基于磁轴承力自由影响系数法的转子动平衡方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定转子平衡转速；
获取所述转子在平衡转速运行时，磁轴承力自由控制算法的稳态输出量；并获取添加预设试重后的算法输出量；根据所述稳态输出量与所述试重后的算法输出量，计算出转子平衡面试重对力自由算法输出量的影响系数阵；以及
根据所述影响系数阵计算磁轴承转子动平衡的转子残余不平衡量；
GNF算法执行时，所述影响系数阵为：
Figure FDA0003280516580000011
其中，j为虚数单位，axu0为上径向x通道力自由控制算法初始输出量的实部，axu1为上径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxu0为上径向x通道力自由控制算法初始输出量的虚部，bxu1为上径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axu2为下径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxu2为下径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axd0为下径向x通道力自由控制算法初始输出量的实部，axd1为上径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxd0为下径向x通道力自由控制算法初始输出量的虚部，bxd1为上径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axd2为下径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxd2为下径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，mxu1为上径向试重矢量，mxd1为下径向试重矢量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：基于预设的磁轴承的力自由不平衡控制策略对存在残余不平衡量的转子进行磁轴承同步控制，使其转子绕其质量中心旋转；其中，转子同步位移的值与所述残余不平衡量呈正比关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转子残余不平衡量为：
Figure FDA0003280516580000021
其中，mxu0为转子等效到上径向磁轴承的平衡面的残余不平衡量，mxd0为转子等效到下径向磁轴承的平衡面的残余不平衡量，T-1为前述影响系数阵的逆矩阵。
4.一种基于磁轴承力自由影响系数法的转子动平衡装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于确定转子平衡转速；
获取模块，用于获取所述转子在平衡转速运行时，磁轴承力自由控制算法的稳态输出量；并获取添加预设试重后的算法输出量；根据所述稳态输出量与所述试重后的算法输出量，计算出转子平衡面试重对力自由算法输出量的影响系数阵；以及
计算模块，用于根据所述影响系数阵计算磁轴承转子动平衡的转子残余不平衡量；
GNF算法执行时，所述影响系数阵为：
Figure FDA0003280516580000031
其中，j为虚数单位，axu0为上径向x通道力自由控制算法初始输出量的实部，axu1为上径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxu0为上径向x通道力自由控制算法初始输出量的虚部，bxu1为上径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axu2为下径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxu2为下径向x自由度试重添加后上径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axd0为下径向x通道力自由控制算法初始输出量的实部，axd1为上径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxd0为下径向x通道力自由控制算法初始输出量的虚部，bxd1为上径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，axd2为下径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的实部，bxd2为下径向x自由度试重添加后下径向x通道力自由控制算法输出量的虚部，mxu1为上径向试重矢量，mxd1为下径向试重矢量。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：
控制模块，用于基于预设的磁轴承的力自由不平衡控制策略对存在残余不平衡量的转子进行磁轴承同步控制，使其转子绕其质量中心旋转；其中，转子同步位移的值与所述残余不平衡量呈正比关系。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述转子残余不平衡量为：
Figure FDA0003280516580000032
其中，mxu0为转子等效到上径向磁轴承的平衡面的残余不平衡量，mxd0为转子等效到下径向磁轴承的平衡面的残余不平衡量，T-1为前述影响系数阵的逆矩阵。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-3任一项所述的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-3任一项所述的基于磁轴承力自由影响系数法的动平衡方法。
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