CN112162574B - 磁悬浮轴承转子振动控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
磁悬浮轴承转子振动控制方法、装置、设备及存储介质 Download PDFInfo
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- G05D19/02—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase characterised by the use of electric means
Abstract
本发明公开了一种磁悬浮轴承转子振动控制方法包括:通过磁悬浮轴承中的位移传感器采集转子位移信号;根据转子位移信号提取转子振动分量,并根据转子振动分量确定位移反馈信号;根据位移反馈信号和预先设定的磁悬浮参考信号,获得控制磁悬浮轴承中转子悬浮的控制信号,以根据控制信号控制转子振动。本申请中对转子振动进行控制时,无需检测转子速度,仅仅根据位移传感器测得的转子位移信号即可实现对转子振动的控制,在一定程度上简化了对转子振动控制的难度,并提高对转子振动控制的精度。本申请还提供了一种磁悬浮轴承转子振动控制装置、设备以及计算机可读存储介质,具有上述有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及磁悬浮轴承转子控制技术领域,特别是涉及一种磁悬浮轴承转子振动控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
磁悬浮轴承是一种利用磁场力将转子无机械摩擦地悬浮在空中的一种高性能轴承,可实现主动控制,具有转速高、无机械摩擦无润滑的特点,被广泛应用于风机、压缩机、水泵、高速电机、高速膨胀/蒸汽发电机、各种高速磨铣切削机床、飞轮储能装置、真空环境和无尘无菌等领域。
由于机械加工误差、材料的质量在几何分布上不均匀等原因,磁悬浮轴承的转子必然存在惯性轴、几何轴以及旋转轴三者不重合的问题,在转子旋转过程中在转子上会产生一个与转速同频的不平衡激励力,引起转子的不平衡振动,同时向外传递不平衡支承反力,导致外部环境的振动和噪声。不平衡振动不仅会造成转子振动的增大,而且还会导致磁悬浮轴承功率放大器饱和,影响系统的稳定运行,因此对转子不平衡振动进行有效控制是磁悬浮轴承控制中的一项重要任务。
目前常规的控制磁悬浮轴承的转子振动的方式中,需要实时检测转子转速,基于该转子转速调整磁悬浮轴承中转子的控制信号,进而减小转子的振动对整个磁悬浮轴承以及和轴承相连接的设备的振动。但是对于转子的转速而言,是难以实时精准检测的,由此导致对转子振动的控制难度加大。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁悬浮轴承转子振动控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质,简化了磁悬浮轴承转子振动控制难度。
为解决上述技术问题,本发明提供一种磁悬浮轴承转子振动控制方法,包括:
通过磁悬浮轴承中的位移传感器采集转子位移信号;
根据所述转子位移信号提取转子振动分量,并根据所述转子振动分量确定位移反馈信号;
根据所述位移反馈信号和预先设定的磁悬浮参考信号,获得控制所述磁悬浮轴承中转子悬浮的控制信号,以根据所述控制信号控制所述转子振动。
可选地,根据所述转子位移信号提取转子振动分量,并根据所述转子振动分量确定位移反馈信号包括:
将所述转子位移信号分别进行第一低通滤波运算和第二低通滤波运算,并将两个运算结果进行作差运算,获得所述转子振动分量;其中,所述第一低通滤波运算的截止频率大于所述转子振动分量的频率,所述第二低通滤波运算的截止频率小于所述转子振动分量的频率;
将所述转子振动分量扩大K倍并和所述转子位移信号进行加法运算,获得所述位移反馈信号。
可选地,根据所述转子位移信号提取转子振动分量,并根据所述转子振动分量确定位移反馈信号包括:
对上一时刻确定的位移反馈信号分别进行第一低通滤波运算和第二低通滤波运算,并将两个运算结果进行作差运算,获得所述转子振动分量;其中,所述第一低通滤波运算的截止频率大于所述转子振动分量的频率,所述第二低通滤波运算的截止频率小于所述转子振动分量的频率;
将所述转子振动分量扩大K倍并和所述转子位移信号进行加法运算,获得当前时刻的位移反馈信号。
可选地,根据所述位移反馈信号和预先设定的磁悬浮参考信号,获得控制所述磁悬浮轴承中转子悬浮的控制信号,包括:
将所述位移反馈信号和所述磁悬浮参考信号进行作差运算,获得位移误差信号;
采用磁轴承控制算法对所述位移误差信号进行运算,获得控制信号。
本申请还提供了一种磁悬浮轴承转子振动控制装置,包括:
采集模块,用于通过磁悬浮轴承中的位移传感器采集转子位移信号;
第一运算模块,用于根据所述转子位移信号提取转子振动分量,并根据所述转子振动分量确定位移反馈信号;
第二运算模块,用于根据所述位移反馈信号和预先设定的磁悬浮参考信号,获得控制所述磁悬浮轴承中转子悬浮的线圈电流,以根据所述线圈电流控制所述转子振动。
可选地,所述第一运算模块包括:
振动分量单元,用于将所述转子位移信号分别进行第一低通滤波运算和第二低通滤波运算,并将两个运算结果进行作差运算,获得所述转子振动分量;其中,所述第一低通滤波运算的截止频率大于所述转子振动分量的频率,所述第二低通滤波运算的截止频率小于所述转子振动分量的频率;
反馈信号单元,用于将所述转子振动分量扩大K倍并和所述转子位移信号进行加法运算,获得所述位移反馈信号。
可选地,所述第一运算模块包括:
振动分量单元,用于对上一时刻确定的位移反馈信号分别进行第一低通滤波运算和第二低通滤波运算,并将两个运算结果进行作差运算,获得所述转子振动分量;其中,所述第一低通滤波运算的截止频率大于所述转子振动分量的频率,所述第二低通滤波运算的截止频率小于所述转子振动分量的频率;
反馈信号单元,用于将所述转子振动分量扩大K倍并和所述转子位移信号进行加法运算,获得所述位移反馈信号。
本申请还提供了一种磁悬浮轴承转子振动控制设备,包括:位移传感器和处理器;
所述位移传感器用于检测磁悬浮轴承的转子位移,并产生转子位移信号;
所述处理器用于根据所述转子位移信号,执行实现如上任一项所述的磁悬浮轴承转子振动控制方法的操作步骤。
可选地,还包括和所述处理器相连接的功率放大器,用于将所述处理器输出的控制信号进行功率放大并转换为线圈电流。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述磁悬浮轴承转子振动控制方法的步骤。
本发明所提供的磁悬浮轴承转子振动控制方法,包括:通过磁悬浮轴承中的位移传感器采集转子位移信号;根据转子位移信号提取转子振动分量,并根据转子振动分量确定位移反馈信号;根据位移反馈信号和预先设定的磁悬浮参考信号,获得控制磁悬浮轴承中转子悬浮的控制信号,以根据控制信号控制转子振动。
本申请中在对磁悬浮轴承的控制信号进行调制控制时,是基于位移传感器检测获得的转子位移信号提取转子振动分量,并基于该转子振动分量获得位移反馈信号,再结合磁悬浮参考信号确定能够对转子振动进行抑制控制的控制信号。由此可见本申请中对转子振动进行控制时,无需检测转子速度,仅仅根据位移传感器测得的转子位移信号即可实现对转子振动的控制,在一定程度上简化了对转子振动控制的难度,并提高对转子振动控制的精度。
本申请还提供了一种磁悬浮轴承转子振动控制装置、设备以及计算机可读存储介质,具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的磁悬浮轴承转子振动控制方法的流程示意图;
图2为本申请实施例提供的对转子振动控制前后转子振动幅值的变化示意图;
图3为本申请实施例提供的磁悬浮轴承转子振动控制流程的框架示意图;
图4为本申请另一实施例提供的磁悬浮轴承转子振动控制流程的框架示意图;
图5为本发明实施例提供的磁悬浮轴承转子振动控制装置的结构框图。
具体实施方式
对于磁悬浮轴承中的转子在处于悬浮状态时,具有一个其自身的几何中心轴,而处于旋转状态时,定子线圈对其产生的磁场力以及负载对其产生的载荷使得转子还具有一个惯性旋转轴。理想状态下,转子的几何中心轴和惯性旋转轴应当重合,这种情况下转子旋转不存在振动。但是因工艺精度的问题,惯性旋转轴和几何中心轴往往不重合,这就导致转子在旋转过程中,其旋转中心轴在惯性旋转轴和几何中心轴之间来回摆动,最终导致转子产生较为剧烈的振动。
目前对磁悬浮轴承转子振动进行控制过程中,主要是通过检测控制磁悬浮的转子保持悬浮状态的控制信号或是磁轴承输出力结合转子的实时转速,对控制转子悬浮的控制信号进行调整,以抑制转子的振动。该转子的实时转速一般是由开关霍尔传感器或速度传感器获取。由于安装、加工以及磁场扰动等因素的存在,测量获得的转速往往存在测速误差。
另外,也可以在无测速传感器情况下磁悬浮轴承转子的不平衡振动抑制,可以采用自适应观测器、锁相环、重复控制、卡尔曼滤波等方法进行不平衡振动信号中幅值、相位、频率等估计,但是实现过程中所使用的算法复杂、实现困难,还可能存在恶化系统稳定性的问题。
为此,本申请提供了一种无需检测磁悬浮轴承转子的转速,也无需经过复杂的运算过程,实现对转子振动抑制控制的技术方案。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,图1为本申请实施例提供的磁悬浮轴承转子振动控制方法的流程示意图,该控制方法可以包括:
S11:通过磁悬浮轴承中的位移传感器采集转子位移信号。
位移传感器实时感应检测转子所在位置,进而输出相应的电压值,也即是转子位移信号。需要说明的是,本实施例中转子的位移是指转子所在位置相对于转子理想状态下的几何中心轴的位置。
S12:根据转子位移信号提取转子振动分量,并根据转子振动分量确定位移反馈信号。
S13:根据位移反馈信号和预先设定的磁悬浮参考信号,获得控制磁悬浮轴承中转子悬浮的控制信号,以根据控制信号控制转子振动。
磁悬浮参考信号是预先为转子保持悬浮状态的电压信号。
本实施例中对磁悬浮轴承的转子振动进行控制时,并不考虑转子的转速情况,而仅仅对转子的实时位移作为调节控制转子振动的依据。因为对于转子而言,其实时变化的位移能够更准确的反映转子的振动状况,转子位移波动幅度越大,则说明转子振动越剧烈。由此,本申请中通过转子位移信号表征的转子位置,产生位移反馈信号,并根据该位移反馈信号对控制转子悬浮状态的控制信号进行调整,改变定子线圈产生的磁场力对转子悬浮的作用力的大小,从而达到抑制转子振动幅度的作用。参考图2,图2为本申请实施例提供的对转子振动控制前后转子振动幅值的变化示意图。在虚线之前是没有对转子的振动进行控制,而虚线之后则是对转子的振动进行控制。有图2可知,本申请中所提供的技术方案能够有效的抑制磁悬浮轴承中转子的振动。
本申请仅仅通过磁悬浮轴承内的位移传感器对转子的振动位移进行实时监测,并基于转子的位移信号提取出转子的振动信息,基于该振动信息对转子悬浮的控制信号进行调制,最终实现对转子振动的抑制作用。本申请中对转子振动的控制过程中无需参考转子转速,运算方法简单可靠,在保证对转子振动控制的有效性的基础上,简化了转子振动控制的控制难度,有利于磁悬浮轴承的广泛应用。
基于上述实施例,对于根据磁悬浮转子的转子位移信号提取转子振动分量,并确定位移反馈信号的过程可以有多种不同的方式。
在本申请的一种可选地实施例中,确定位移反馈信号的过程可以包括:
将转子位移信号分别进行第一低通滤波运算和第二低通滤波运算,并将两个运算结果进行作差运算,获得转子振动分量;
将转子振动分量扩大K倍并和转子位移信号进行加法运算,获得位移反馈信号。
其中,第一低通滤波运算的截止频率大于转子振动分量的频率,第二低通滤波运算的截止频率小于转子振动分量的频率。
参考图3,位移传感器输出的转子位移信号U_meas经过分别通过第一低通滤波器LPF1和第二低通滤波器LPF2进行第一低通滤波运算和第二低通滤波运算后,将两路低通滤波运算的结果作差值运算,差值运算结果即为转子振动分量U-syn。对于转子位移信号U_meas主要包括直流分量、转子振动分量以及开关纹波分量三部分信号分量,开关纹波分量的频率远大于转子振动分量的频率。
第一低通滤波器LPF1主要用于过滤去除开关纹波分量,因此第一低通滤波器LPF1对转子位移信号U_meas滤波处理后得到的是转子振动分量和直流分量。
需要说明的是,如图3所示,在稳定控制器输出磁悬浮轴承的定子线圈电流参考信号I_ref之后,需要功率放大器对该电流参考信号I_ref进行放大,而本实施例中的开关纹波分量也即是指该功率放大器的开关纹波分量,一般而言该开关纹波分量远大于转子振动分量,理论上而言,第一低通滤波器LPF1的截止频率大于转子振动分量小于开关纹波分量即可,但为了达到更好的滤波效果,一般将第一低通滤波器LPF1的截止频率设定为不大于开关纹波分量的一半。
第二低通滤波器则是主要用于过滤去除开关纹波分量和转子振动分量,得到直流分量,由此,在对转子位移信号分别进行第一低通滤波和第二低通滤波过滤后获得的信号作差运算也即是转子振动分量U-syn。
将该转子振动分量U-syn扩大K倍后和转子位移信号U_meas进行叠加求和,即可获得位移反馈信号U_fed,将预先设定的磁悬浮参考信号U-ref和该位移反馈信号U_fed进行作差运算,获得位移误差信号U-error,也就相当于去除磁悬浮参考信号U-ref中导致转子发生位置偏移的部分信号,从而使得该转子振动情况得到抑制。在确定位移误差信号U-error之后,稳定控制器即可根据该位移误差信号U-error进行磁轴承稳定控制算法运算,由于在位移反馈信号U_fed中加入了转子振动分量,使输出磁悬浮轴承的定子线圈电流参考信号I_ref中产生相反的控制分量,也就相当于去除磁悬浮参考信号U-ref中导致转子发生位置偏移的部分信号,消除电机转子振动分量,使转子绕几何中心旋转,转子振动情况得到抑制。功率放大器将控制信号进行功率放大转换为线圈电流i_c,对磁悬浮轴承施加主动控制,实现转子稳定悬浮并实现转子振动的控制。
需要说明的是,对于上述过程中第一低通滤波器LPF1和第二低通滤波器LPF2的低通滤波运算以及稳定控制器的磁轴承稳定控制算法,可以分别采用相应地电路元件逐个相连,进而实现运算,但也可以直接采用CPU处理器处理运算这一过程。
例如在基于转子位移信号最终获得位移反馈电压信号的过程即可采用公式:U_fed(s)=[1+K·G(s)]U_meas(s);
s为拉普拉斯算子,ωH和ωL分别为两个低通滤波器的截止角频率,且ωH>ωL,一般取ωL=5~10Hz,ωH=1000~2000Hz。U_meas(s)为转子位移信号U_meas的拉普拉斯变换结果;U_fed(s)为位移反馈信号U-fed的拉普拉斯变换结果。此时,U_fed(s)/U_meas(s)表现出来为带通滤波器特性,U_fed(s)中主要包含转子振动分量和转子位移信号U_meas(s)。由于在位移反馈信号中加入了转子振动分量,使输出磁悬浮轴承的定子线圈电流参考信号I_ref中产生相反的控制分量,消除电机转子振动分量。
在本申请的另一可选地实施例中,确定位移反馈信号的过程可以包括:
对上一时刻确定的位移反馈信号分别进行第一低通滤波运算和第二低通滤波运算,并将两个运算结果进行作差运算,获得转子振动分量;
将转子振动分量扩大K倍并和转子位移信号进行加法运算,获得当前时刻的位移反馈信号。
其中,第一低通滤波运算的截止频率大于第二低通滤波运算的截止频率。
参考图4,和图3相比,本实施例中提取转子振动分量的方式和图3中的方式不同。并不是直接以当前位移传感器测得的转子位移信号为依据确定的,而是以上一次测得的位移反馈信号为依据,采用第一低通滤波器LPF1和第二低通滤波器LPF2分别进行低通滤波运算后,将两次低通滤波运算的结果进行作差运算,获得转子振动分量U-syn,本实施例中第一低通滤波器LPF1和第二低通滤波器LPF2分别对上一次位移反馈信号中转子振动分量的提取原理和图3所示的实施例中近似,对此,且第一低通滤波器LPF1和第二低通滤波器LPF2也满足第一低通滤波器LPF1的截止频率大于第二低通滤波器LPF2的截止频率,且小于开关纹波频率的一半,对此本实施例中不详细赘述。
将该转子振动分量U-syn,扩大K倍后和转子位移信号U_meas进行叠加求和,即可获得转子当前时刻对应的位移反馈信号U_fed。此时位移反馈信号U_fed中将不再含有转子的振动分量。在确定位移反馈信号U_fed之后,后续运算过程和图3中类似,将预先设定的磁悬浮参考信号U-ref和该位移反馈信号U_fed进行作差运算,获得位移误差信号U-error,在确定位移误差信号U-error之后,稳定控制器即可根据该位移误差信号U-error进行磁轴承稳定控制算法运算,输出磁悬浮轴承的定子线圈电流参考信号I_ref。由于位移反馈信号U-fed中不含有转子振动分量,输出磁悬浮轴承的定子线圈电流参考信号I_ref中将不存在转子振动分量,使磁悬浮轴承的电磁力中不含有转子振动分量,实现转子绕惯性中心的旋转。功率放大器将控制信号进行功率放大转换为线圈电流i_c,对磁悬浮轴承施加主动控制,实现转子稳定悬浮并实现转子振动的控制。
同理,本实施例中第一低通滤波器LPF1和第二低通滤波器LPF2的低通滤波运算以及稳定控制器的磁轴承稳定控制算法,也可以分别采用相应地电路元件逐个相连进而实现运算,但也可以直接采用CPU处理器处理运算这一过程。
基于上述论述可以确定U_fed(s)n=U_meas(s)+k·G·U_fed(s)n-1;其中,U_fed(s)n为第n次测得的位移反馈信号,而U_fed(s)n-1为第n-1次测得的位移反馈信号,因为在实际获得位移反馈信号时,是间隔时间较短的实时检测,并非获得逐个的离散值,因此可以将U_fed(s)n和U_fed(s)n-1合并为同一项简化上述关系式,获得此时,U_fed(s)/U_meas(s)表现出来为带阻滤波器特性。位移反馈信号U_fed中将不再含有转子的振动分量。由于位移反馈信号U_fed中不含有转子的振动分量,输出磁悬浮轴承的定子线圈电流参考信号I_ref中将不存在振动分量,使磁悬浮轴承的电磁力中不含有振动分量,实现转子绕惯性中心的旋转。
基于上述任意实施例,位移误差信号是基于位移反馈信号和磁悬浮参考信号进行作差运算获得的,在确定位移误差信号后,采用磁轴承控制算法对位移误差信号进行运算,获得控制信号;
对控制信号进行功率运算放大并转换为控制转子悬浮的线圈电流。
该线圈电流即为保证转子处于悬浮状态的定子线圈中的控制电流信号。
下面对本发明实施例提供的磁悬浮轴承转子振动控制装置进行介绍,下文描述的磁悬浮轴承转子振动控制装置与上文描述的磁悬浮轴承转子振动控制方法可相互对应参照。
图5为本发明实施例提供的磁悬浮轴承转子振动控制装置的结构框图,参照图5磁悬浮轴承转子振动控制装置可以包括:
采集模块100,用于通过磁悬浮轴承中的位移传感器采集转子位移信号;
第一运算模块200,用于根据所述转子位移信号提取转子振动分量,并根据所述转子振动分量确定位移反馈信号;
第二运算模块300,用于根据所述位移反馈信号和预先设定的磁悬浮参考信号,获得控制所述磁悬浮轴承中转子悬浮的线圈电流,以根据所述线圈电流控制所述转子振动。
在本申请的一种可选的实施例中,所述第一运算模块200包括:
振动分量单元,用于将所述转子位移信号分别进行第一低通滤波运算和第二低通滤波运算,并将两个运算结果进行作差运算,获得所述转子振动分量;其中,第一低通滤波运算的截止频率大于转子振动分量的频率,第二低通滤波运算的截止频率小于转子振动分量的频率;
反馈信号单元,用于将所述转子振动分量扩大K倍并和所述转子位移信号进行加法运算,获得所述位移反馈信号。
在本申请一种可选地实施例中,所述第一运算模块200包括:
振动分量单元,用于对上一时刻确定的位移反馈信号分别进行第一低通滤波运算和第二低通滤波运算,并将两个运算结果进行作差运算,获得所述转子振动分量;其中,第一低通滤波运算的截止频率大于转子振动分量的频率,第二低通滤波运算的截止频率小于转子振动分量的频率;
反馈信号单元,用于将所述转子振动分量扩大K倍并和所述转子位移信号进行加法运算,获得所述位移反馈信号。
在本申请的一种可选地实施例中,所述第二运算模块300用于将所述位移反馈信号和所述磁悬浮参考信号进行作差运算,获得位移误差信号;采用磁轴承控制算法对所述位移误差信号进行运算,获得控制信号;对所述控制信号进行功率运算放大并转换为控制所述转子悬浮的所述线圈电流。
本实施例的磁悬浮轴承转子振动控制装置用于实现前述的磁悬浮轴承转子振动控制方法,因此磁悬浮轴承转子振动控制装置中的具体实施方式可见前文中的磁悬浮轴承转子振动控制方法的实施例部分,在此不再赘述。
本申请还提供了一种磁悬浮轴承转子振动控制设备的实施例,该设备可以包括:位移传感器和处理器;
所述位移传感器用于检测磁悬浮轴承的转子位移,并产生转子位移信号;
所述处理器用于根据所述转子位移信号,执行实现如上任一项所述的磁悬浮轴承转子振动控制方法的操作步骤。
可选地,还包括和处理器相连接的功率放大器,用于将处理器输出的控制信号进行功率放大并转换为线圈电流。
本申请中通过采集位移传感器检测转子位移产生的转子位移信号,并基于该转子位移信号实现转子振动分量的提取,并基于提取的振动分量确定控制转子振动的信号,进而实现对转子转动时振动的控制。无需对转子旋转转速进行测量,操作过程简单易执行,降低了磁悬浮轴承转子振动的控制难度,有利于磁悬浮轴承的广泛应用。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质的实施例,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述磁悬浮轴承转子振动控制方法的步骤。
该计算机可读存储介质可以为随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外,本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明,以免过多赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
Claims (8)
1.一种磁悬浮轴承转子振动控制方法,其特征在于,包括:
通过磁悬浮轴承中的位移传感器采集转子位移信号;
根据所述转子位移信号提取转子振动分量,并根据所述转子振动分量确定位移反馈信号;
根据所述位移反馈信号和预先设定的磁悬浮参考信号,获得控制所述磁悬浮轴承中转子悬浮的控制信号,以根据所述控制信号控制所述转子振动;
根据所述转子位移信号提取转子振动分量,并根据所述转子振动分量确定位移反馈信号包括:
将所述转子位移信号分别进行第一低通滤波运算和第二低通滤波运算,并将两个运算结果进行作差运算,获得所述转子振动分量;其中,所述第一低通滤波运算的截止频率大于所述转子振动分量的频率,所述第二低通滤波运算的截止频率小于所述转子振动分量的频率;
将所述转子振动分量扩大K倍并和所述转子位移信号进行加法运算,获得所述位移反馈信号。
2.如权利要求1所述的磁悬浮轴承转子振动控制方法,其特征在于,根据所述转子位移信号提取转子振动分量,并根据所述转子振动分量确定位移反馈信号包括:
对上一时刻确定的位移反馈信号分别进行第一低通滤波运算和第二低通滤波运算,并将两个运算结果进行作差运算,获得所述转子振动分量;其中,所述第一低通滤波运算的截止频率大于所述转子振动分量的频率,所述第二低通滤波运算的截止频率小于所述转子振动分量的频率;
将所述转子振动分量扩大K倍并和所述转子位移信号进行加法运算,获得当前时刻的位移反馈信号。
3.如权利要求1或2所述的磁悬浮轴承转子振动控制方法,其特征在于,根据所述位移反馈信号和预先设定的磁悬浮参考信号,获得控制所述磁悬浮轴承中转子悬浮的控制信号,包括:
将所述位移反馈信号和所述磁悬浮参考信号进行作差运算,获得位移误差信号;
采用磁轴承控制算法对所述位移误差信号进行运算,获得控制信号。
4.一种磁悬浮轴承转子振动控制装置,其特征在于,包括:
采集模块,用于通过磁悬浮轴承中的位移传感器采集转子位移信号;
第一运算模块,用于根据所述转子位移信号提取转子振动分量,并根据所述转子振动分量确定位移反馈信号;
第二运算模块,用于根据所述位移反馈信号和预先设定的磁悬浮参考信号,获得控制所述磁悬浮轴承中转子悬浮的线圈电流,以根据所述线圈电流控制所述转子振动;
所述第一运算模块包括:
振动分量单元,用于将所述转子位移信号分别进行第一低通滤波运算和第二低通滤波运算,并将两个运算结果进行作差运算,获得所述转子振动分量;其中,所述第一低通滤波运算的截止频率大于所述转子振动分量的频率,所述第二低通滤波运算的截止频率小于所述转子振动分量的频率;
反馈信号单元,用于将所述转子振动分量扩大K倍并和所述转子位移信号进行加法运算,获得所述位移反馈信号。
5.如权利要求4所述的磁悬浮轴承转子振动控制装置,其特征在于,所述第一运算模块包括:
振动分量单元,用于对上一时刻确定的位移反馈信号分别进行第一低通滤波运算和第二低通滤波运算,并将两个运算结果进行作差运算,获得所述转子振动分量;其中,所述第一低通滤波运算的截止频率大于所述转子振动分量的频率,所述第二低通滤波运算的截止频率小于所述转子振动分量的频率;
反馈信号单元,用于将所述转子振动分量扩大K倍并和所述转子位移信号进行加法运算,获得所述位移反馈信号。
6.一种磁悬浮轴承转子振动控制设备,其特征在于,包括:位移传感器和处理器;
所述位移传感器用于检测磁悬浮轴承的转子位移,并产生转子位移信号;
所述处理器用于根据所述转子位移信号,执行实现如权利要求1至3任一项所述的磁悬浮轴承转子振动控制方法的操作步骤。
7.如权利要求6所述的磁悬浮轴承转子振动控制设备,其特征在于,还包括和所述处理器相连接的功率放大器,用于将所述处理器输出的控制信号进行功率放大并转换为线圈电流。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述磁悬浮轴承转子振动控制方法的步骤。
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