CN116464673A - 一种基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法，包括：基于运行中的磁悬浮分子泵构建转子的动力学模型，根据所述动力学模型建立不平衡量识别模型；对所述不平衡量识别模型进行校正优化，获取优化后的不平衡量识别模型；基于所述优化后的不平衡量识别模型识别校正质量，将所述校正质量加入转子的运行中，完成磁悬浮分子泵在线动平衡。本发明能够准确反映转子常规控制模式下的不平衡量，并且有效解决计算过程中同步响应混杂干扰与模型参数误差的问题，从而实现转子不平衡量的准确识别。

Description

一种基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法

技术领域

本发明涉及主动磁轴承控制技术领域，特别是涉及一种基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法。

背景技术

分子泵是利用高速旋转的涡轮转子，在多级涡轮结构配合下，获得定向速度，将能量传输给气体分子，进而压缩驱向排气口的一种真空泵，广泛应用于空间科学、材料科学、电真空工业、微电子与半导体工业等领域。同机械轴承分子泵相比，磁悬浮分子泵在使用寿命、无油润滑、噪声环保等方面具有明显优势，是分子泵技术发展的必然趋势。

由于材质不均匀以及加工装配中存在的误差，甚至部分转子自身设计上的非对称性等多种因素，导致转子的惯性主轴和几何轴不能完全重合，进而不可避免地引起转子不平衡。即使是已经完成动平衡的分子泵系统，在经过长久运行后，由于转子磨损或叶片腐蚀等问题的影响，残余不平衡质量逐渐积累，造成动平衡效果变差。由于磁悬浮分子泵运行在高速旋转的状态下，逐渐积累的转子质量不平衡若不能被及时检测，便会激发显著的同步振动，造成机械振动，甚至造成转子与接地轴承发生碰撞从而引发严重事故。且过大的系统振动会导致功放长期工作在饱和区，使得转子悬浮精度差，不利于系统的稳定控制。因此，残余不平衡量是磁悬浮旋转机械产品健康检测的一个重要指标，实现转子在实际工作转速状态下的高效不平衡量检测与高精度在线动平衡是分子泵系统应用与维护的重要前提。

转子动平衡方法主要分为离线动平衡和在线动平衡两类。无论是离线还是在线动平衡，基本思路都是通过物理增重或去重，实现转子惯性主轴与几何轴重合。相比于传统的离线动平衡，在线动平衡使用转子系统自身具备的传感器与算法实现，有着无需拆机、动平衡效果更好等优势，因此有着广泛的应用前景。传统在线动平衡方法主要有模态平衡法、影响系数法等，但这些方法依赖多次添加试重来得到理想结果，动平衡效率很低。

与专利CN106153256A相比，本发明的创新点在于：考虑磁悬浮分子泵实际运行条件下的控制方法，构建基于常规控制的不平衡量识别模型。且无需添加试重，仅通过添加旋转电磁场的方式便实现了不平衡量的高精度识别。与专利CN103604563A相比，本发明引入了刚度系数校正优化环节，提高了不平衡量的识别精度，且仅需要添加一次同频旋转电磁场，提高了动平衡效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法，不需要对转子运行状态进行限制，无需添加试重，仅需加入一次旋转电磁场实现刚度系数的校正优化，实现转子实际运行条件下，一次启车就能够辨识出不平衡量，具有不平衡量识别精度高，操作效率高和不影响分子泵系统稳定性等优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法,包括：

基于运行中的磁悬浮分子泵构建转子的动力学模型，根据所述动力学模型建立不平衡量识别模型；

对所述不平衡量识别模型进行校正优化，获取优化后的不平衡量识别模型；

基于所述优化后的不平衡量识别模型识别校正质量，将所述校正质量加入转子的运行中，完成磁悬浮分子泵在线动平衡。

进一步地，建立所述不平衡量识别模型包括：

基于转子常规控制模式下的运行状态构建包含转子不平衡扰动力的不平衡量识别模型，通过对所述包含转子不平衡扰动力的不平衡量识别模型中的转子不平衡扰动力进行消除，生成所述不平衡量识别模型。

进一步地，所述不平衡扰动力包括：转子静不平衡扰动力和转子动不平衡扰动力，其中，所述转子静不平衡扰动力通过轴承控制消除，所述转子动不平衡扰动力通过双平面校正法消除。

进一步地，所述不平衡量识别模型为：

M＝TV

其中，M为校正质量矩阵，T为转换系数矩阵，V为同步响应。

进一步地，对所述不平衡量识别模型进行校正优化，获取优化后的不平衡量识别模型包括：

利用正余弦序列相关运算对所述磁悬浮分子泵的转子进行信号同步响应提取，获取第一转速同频信号；在所述第一转速同频信号中加入旋转电磁矢量场，获取第二转速同频信号；

基于所述第一转速同频信号和所述第二转速同频信号对所述不平衡量识别模型进行刚度系数校正优化，生成所述优化后的不平衡量识别模型。

进一步地，利用正余弦序列相关运算对所述磁悬浮分子泵进行信号同步响应提取包括：

获取转子径向位移信号与轴承控制电流信号，其中，所述转子径向位移信号与所述轴承控制电流信号均包括转速同频信号与其他低高频干扰信号；将所述转子径向位移信号和所述轴承控制电流信号分别通过正余弦序列相关运算，消除所述其他低高频干扰信号，提取第一转速同频信号。

进一步地，将所述转子径向位移信号和所述轴承控制电流信号分别通过正余弦序列相关运算，消除所述其他低高频干扰信号，提取第一转速同频信号包括：

根据周期信号的分解原理，传感器采集的所述转子径向位移信号和所述轴承控制电流信号可以分解为不同幅值初始相位的各频率信号之和，与同频正余弦序列进行求均值：

其中，u_in(t)为输入信号序列；ω_i为不同频率值，包括转频ω₀与其他频率ω_i(i≠0)；A_i表示频率ω_i信号的幅值；θ_i为频率T_i信号的初始相位；所述第一转速同频信号为u_out(t)＝A₀sin(ω₀t+θ₀)。

进一步地，生成所述优化后的不平衡量识别模型包括：

通过对比所述第一转速同频信号和所述第二转速同频信号的变化，计算校正优化的转换系数矩阵，基于所述校正优化的转换系数矩阵对所述不平衡量识别模型的刚度系数进行校正优化，生成所述优化后的不平衡量识别模型。

进一步地，计算所述校正优化的转换系数矩阵的数学模型为：

T₂(V₁-V_v)＝M_v

其中，T₂为优化的转换系数矩阵，V₁与V_v分别为第一转速同频信号矩阵和第二转速同频信号矩阵，M_v为旋转电磁场的等效离心质量矩阵。

进一步地，对所述不平衡量识别模型的刚度系数进行校正优化的计算模型为：

K₂＝-[A₁(V_v-V₁)，A₂(V_v-V₁)][B₁(V_v-V₁)+C₁，B₂(V_v-V₁)+C₂]^-1

其中，K₂为刚度系数矩阵，A₁,B₁,C₁,A₂,B₂,C₂为过程运算矩阵。

本发明的有益效果为：

本发明基于转子常规控制模式下的运行状态进行动力学建模，构建符合转子实际运行条件下的不平衡量识别数学模型，能够准确反映转子实际运行时的不平衡量；本发明在兼顾参数校正精度的基础上，提出一种无需添加试重与转子停机的参数校正方法，设计旋转电磁场，通过对比添加前后转子同步响应矩阵，计算出系统刚度系数的校正优化值，无需转子多次启停，能够降低停机成本且得到较高的参数校正精度，有效解决了计算过程中同步响应混杂干扰与模型参数误差的问题，实现转子不平衡量的准确识别。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法流程图；

图2为本发明实施例的主动磁悬浮转子结构及模型坐标定义图；

图3为本发明实施例的转子不平衡示意图，其中，图(a)为转子静不平衡示意图，图(b)为转子动不平衡示意图；

图4为本发明实施例的转子结构示意图；

图5为本发明实施例的同频提取器结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例提供了一种基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法，如图1所示，包括：

S1.基于常规控制模式下的转子运动状态构建不平衡量识别模型。

基于刚性转子动力学，构建包含转子不平衡扰动力的不平衡量识别模型，其中，转子不平衡扰动力包括转子静不平衡扰动力和动不平衡扰动力，由于惯性主轴与旋转轴不重合产生离心力与离心力矩，利用力的分解原理，如图2所示，将其分解为惯性主轴-几何轴和几何轴-旋转轴偏移产生的离心力和离心力矩，几何轴-旋转轴偏移产生的离心力和离心力矩可以通过轴承控制消除，惯性主轴-几何轴偏移产生的离心力和离心力矩可以通过双平面校正法的校正质量离心力和离心力矩消除；通过双平面校正法得到反映至两配重盘的校正质量，其中不平衡量识别包含利用双平面校正法反映到A、B两配重盘的校正质量，利用校正质量离心力/力矩与静不平衡/动不平衡扰动力抵消；基于内嵌于磁悬浮轴承线圈内侧的转子径向位移传感器和线圈内的电流传感器，获得第一信号。转子结构如图4所示。

S1具体流程如下：

定义几何轴g、惯性主轴w和旋转轴r三个轴，质心由C表示，其垂直于旋转轴r的径向平面定义为U，显然质心C为惯性主轴与平面U的交点。而几何轴g和旋转轴w与平面U的交点分别记为几何中心O和Π。

如图3(a)所示，以旋转中心П为原点构建ПXY坐标系，定义O在惯性固定坐标系ΠXY中的坐标为(x，y)。由于Y坐标相值超前X方向相位π/2，因此可利用复系数法，将Π到O的向量可以表示为R＝x+y×j。其中，j为虚数单位。同样的，O到C的距离，即质心偏心距e_l可表示为：

其中，e_l与分别代表由于转子质心与几何中心的初始相对距离与角度，其由转子自身静平衡质量特性决定，不随转子转速变化；Ω为转子旋转角速度。

因此，在ΠXY坐标系中，转子质心位置可表示为：

C＝R+e_l

关于质心C的运动方程的特征为：

其中，m代表转子质量，是从∏到C的位移矢量的二阶导数，f是作用在转子上的电磁合力。

结合以上方程得到：

根据欧拉方程，惯性主轴ω相对于几何轴g的倾斜运动为：

其中，e_gω和分别代表rαβ坐标系下几何轴与惯性主轴偏角，即动态不平衡的初始角模量与初始相位角。

如图3(b)所示，在rαβ坐标系中，转子惯性主轴角度可表示为：

w＝γ+e_gω

利用刚体动力学的欧拉方程，惯性主轴的倾斜运动可通过其相对旋转轴的角位移矢量w可表达为：

其中，J_r和J_z分别代表了转子的横向和极转动惯量，w是从旋转轴r到惯性主轴ω的角位移矢量，P代表作用在转子上的电磁合力矩。

得到具有动态不平衡的等效转动运动方程为：

其中，与/>分别代表旋转轴不平行于几何轴产生的离心力矩和陀螺力矩，J_re_gωΩ²与J_ze_gωΩ²则表示惯性主轴偏移几何轴产生的力矩。

根据以上方程，解得惯性主轴与几何轴的距离与偏角为：

其中，J_s满足J_s＝J_r-J_z。

不平衡量识别磁悬浮电磁力可表示为：

其中，F_a，F_b分别代表转子在AB端所受的轴承合力；i_a，i_b分别为AB端轴承线圈控制电流；s_a，s_b分别为转子在AB端轴承线圈处的径向位移；k_ia，k_ib分别为AB端电磁力-电流刚度；k_sa，k_sb分别为AB端电磁力-位移刚度。

径向轴承力计算方程为：

其中，F_ax，F_bx，F_ay，F_by分别代表四组轴承线圈的径向磁轴承作用力；i_ax，i_ay，i_bx和i_by是代表相应线圈绕组中的电流；s_ax，s_ay，s_bx和s_by分别代表转子在AB端线圈轴承平面上相对磁轴承几何中心的转子径向位移。

利用复系数法，各物理量可表达为：

由此，转子所受电磁力产生的合力F与合力矩P的计算方程为：

其中，L_ma，L_mb分别代表AB端轴承线圈B_a，B_b距离转子几何中心O的垂直距离。

通过电磁合力与扭矩与几何轴-旋转轴偏移产生的离心力和扭矩构建方程为：

其中，R代表几何轴-旋转轴的偏离量，w代表几何轴-旋转轴的倾角，J_r和J_z代表转子的横向和极转动惯量。

如图4所示，由于轴承空间位置限制，位移传感器无法安装在线圈轴承B_a，B_b处，需要安装在轴承两侧Sa，Sb处实现线圈轴承处位移间接测量。位移传感器测量转子在Sa，Sb平面上的径向位移记为x_ax，x_ay，x_bx和x_by。

其中，L_sa，L_sb分别代表AB端传感器安装平面Sa，Sb距离几何中心O的垂直距离，而L_ca，L_cb分别代表AB端配重盘P_a，P_b距离几何中心O的距离，r_a和r_b分别代表AB端配重盘上校正质量安装位置相对旋转轴心的径向距离。

利用传感器采集的位移信息，可以得到几何轴与旋转轴的径向偏移R与角度偏移γ：

由此得到轴承线圈处转子径向位移计算公式为：

因此得到磁轴承电磁合力与合力矩的计算方程为：

其中，k_s＝k_sa+k_sb，Γ＝k_sbL_mb-k_saL_ma，Λ＝L_ma ²k_sa+L_mb ²k_sb。

双平面校正法计算的校正质量可表示为：

其中，m_cax，m_cay为平衡盘A端所需校正质量在x，y方向的分量，m_cbx，m_cby为平衡盘B端所需校正质量在x，y方向的分量，j为虚数单元，m_ca，m_cb是平衡盘A、B端的校正质量的复系数表达。

转子不平衡的消除是通过在转子配重盘P_a，p_b添加校正质量实现，分别添加特定大小和角度的校正质量m_ca和m_cb，其产生的离心力可表示为：

其中，f_ca，f_cb是校正质量产生的离心力，r_a，r_b是校正质量安装位置相对转轴的距离，Ω是转子平衡转速。

转子动平衡是通过校正质量离心力，抵消惯性主轴与几何轴偏移造成的转子不平衡，其表现为转子整体所受的作用力和力矩为零，可以表示为：

其中，m为转子质量，J_r为转子极惯性矩，e_l为几何轴与惯性主轴的偏离矩，e_gw为几何轴与惯性主轴倾角，L_ca，L_cb分别为AB端配重面与质心的距离。

理论上，受到不平衡质量的影响，刚性转子在平衡转速下仅做同步响应。因此按照圆周运动的动力学规律，得到广义位移和倾角的假设等式为：

利用这样的假设，可以直接利用磁轴承系统中的线圈电流和转子位移响应来计算校正质量，而不必求解转子质心的加速度，角速度和角加速度等物理量，大大简化了不平衡求解过程。得到不平衡质量的计算方程为：

为直观表达传感器测量数据与不平衡质量关系，利用矩阵形式表达不平衡质量计算式为：

M＝TV

其中，M＝[m_ca，m_cb]^T代表不平衡质量，V＝[x_a，x_b，i_a，i_b]^T代表转子同步响应，表示校正质量变换系数矩阵。

S2.将转子加速至目标转速，进行同步响应提取，获取第一转速同频信号。

构建利用正余弦序列相关运算实现信号同步响应提取，其中，利用正余弦序列相关运算实现信号同步响应提取包括转子径向位移信号与轴承控制电流信号，转子径向位移信号与轴承控制电流信号均包括转速同频信号与其他低高频干扰信号；将转子径向位移信号和轴承控制电流信号分别通过相关运算，消除低高频干扰信号，从而提取出转速同频信号，即为所述同步响应。同频提取器结构框图如图5所示。

S2具体流程如下：

考虑到输入信号u_in(t)中混杂有转速同频量ω₀的同步响应与其他频率ω_i(i≠0)的干扰信号，按照周期信号的分解原理，可将去零偏后的输入信号分解为：

其中，u_in(t)为输入信号序列，ω_i为不同频率值，包括转频ω₀与其他频率ω_i(i≠0)，A_i代表频率ω_i信号的幅值，θ_i代表信号初始相位，转速同频量可表示为u_out(t)＝A₀sin(ω₀t+θ₀)。

为求算A₀与θ₀，可将同频量分解为正余弦分量：

u_out(t)＝u_sinsin(ω₀t)+u_coscos(ω₀t)

在已构建正余弦基准序列的基础上，只需计算正余弦分量幅值u_sin与u_cos即可。以u_sin为例，对0～T时间内信号进行运算：

由于转子径向位移与线圈控制电流有限，当信号采集时间足够长时，可以认为T＞＞A_i。将信号分为转速同频量序列A₀sin(ω₀t+θ₀)sin(ω₀t)与干扰频率信号A_isin(ω_it+θ_i)sin(ω₀t)。按照三角函数积分规律，各频率信号处理后幅值可分别简化为：

因此可以计算得到u_sin＝A₀cos(θ₀)。同理可得u_cos＝A₀sin(θ₀)，从而得到输出信号u_out(t)＝A₀sin(ω₀t+θ₀)，由此实现了同频信号的提取。

S3.在目标转速运行状态下的转子中加入旋转电磁矢量场，获取第二转速同频信号，进行刚度系数和不平衡量识别模型的优化，识别校正质量。

构建基于旋转电磁场的系统刚度系数校正优化流程，其中，基于旋转电磁场的系统刚度系数校正优化包括电流-力刚度系数和位移-力刚度系数；获取实际转子径向位移信号和轴承控制电流信号，基于正余弦序列相关运算实现信号同步响应提取，添加旋转电磁矢量场，对比前后转子同步响应，实现系统刚度系数的数值校正优化。具体流程如下：

添加的旋转电磁场可表示为：

其中,U_1x，U_1y，U_2x，U_2y分别代表AB端轴承线圈产生旋转电压相对于霍尔基准角位置在x，y方向上的分量。

为尽可能降低电磁场对转子运行稳定性的影响，设置旋转电压产生的电磁合力为0，即有：

假设轴承线圈的电阻电感值分别为R，L，则旋转电磁场控制电压U_v与其在轴承线圈中的同频电流I_v满足：

U_v＝RI_v+Li_v＝(R+LΩj)I_v

为简化表达，用I_v＝[I_va；I_vb]代表添加的同频电流，由此产生的AB端轴承同频电磁力f_va＝k_iaI_va，f_vb＝k_ibI_vb。其中f_va，f_vb分别代表添加在AB端的同频电磁力，I_va，I_vb分别表示需要施加的同频电流。

根据轴承电磁力与质量离心力等效规律，可以得出旋转电磁场等效的离心质量M_v＝[M_va；M_vb]的表达式为：

旋转电磁场产生等效离心质量按照实虚部展开写为：

M_vr＝[real(M_v)，imag(M_v)]。

校正质量变换系数矩阵优化校正过程的在线动平衡流程为：首先将转子加速到平衡转速，获得普通控制模式下的同步响应V₁，利用设计参数计算的初始变换系数矩阵T₁计算不平衡质量记为M₁：

M₁＝T₁V₁在控制程序中添加同频控制电压，对比前后转子同步响应的变化，计算校正优化的转换系数矩阵的原理方程为：

T₂(V₁-V_v)＝M_v

其中，T₂为优化的转换系数矩阵，V₁与V_v是旋转电磁场添加前后的转子同步响应矩阵，M_v为旋转电磁场的等效离心质量矩阵。

具体的，保持转子运行在平衡转速下，添加对应等效离心质量M_vr的旋转电磁场U_v，得到新状态下的同步响应V_v。将同步响应矩阵V₁，V_v按实虚部展开为

V_1r＝[real(V₁)，imag(V₁)]，V_vr＝[real(V_v)，imag(V_v)]。

结合前后两次平衡状态下的转子同步响应，得到状态转换矩阵的计算原理方程为：

T₂(V_1r-V_vr)＝M_vr

为利用矩阵运算实现刚度系数的直接求解，定义刚度系数矩阵K＝[k_sa，k_sb，k_ia，k_ib]。

将校正质量变换系数矩阵拆分为两个行矩阵：

T＝[T_up；T_down]

其中，T_up＝[C_a，D_a，E_a，F_a],T_down＝[C_b，D_b，E_b，F_b]。

将刚度系数矩阵提取出来有：

其中，A₁，A₂分别为1×4矩阵，B₁，B₂为4×4方阵，其表达式分别为：

类似的，M_vr中的刚度系数矩阵提取出，可得方程：

其中，C₁，C₂的表达式分别为：

校正质量变换矩阵校正优化原理方程可拆分为上下两个行矩阵，利用矩阵计算规律，分别得到两个变换系数行矩阵的校正方程为：

结合以上方程可以得到：

其中，B₁(V_v-V₁)+C₁与B₂(V_v-V₁)+C₂均为4行2列矩阵。

为简化运算过程，将两项等式重新结合，分别为：

4×4方阵K_B＝[B₁(V_v-V₁)+C₁，B₂(V_v-V₁)+C₂]；

1×4矩阵K_A＝[A₁(V_v-V₁)，A₂(V_v-V₁)]。

由此，得到刚度系数矩阵的计算方程为：

K₂＝-[A₁（V_v-V₁），A₂（V_v-V₁)][B₁(V_v-V₁)+C₁，B₂(V_v-V₁)+C₂]^-1

其中，K₂为刚度系数矩阵，A₁，B₁，C₁为过程运算矩阵。

简化为：

通过计算得到转子平衡转速条件下的实际刚度系数数值，从而得到校正后质量变换系数矩阵T₂，从而得到实际校正质量计算方程为：

M₂＝T₂V₁。

S4.停止转子运行，将获取的校正质量添加至转子中，判断残余不平衡量是否满足平衡精度等级，若满足，则结束平衡；若不满足，则再次进行步骤S2～S4，直到残余不平衡量满足平衡精度等级为止。

本发明基于转子常规控制模式下的运行状态进行动力学建模，构建符合转子实际运行条件下的不平衡量识别数学模型，能够准确反映转子实际运行时的不平衡量；本发明在兼顾参数校正精度的基础上，提出一种无需添加试重与转子停机的参数校正方法，设计旋转电磁场，通过对比添加前后转子同步响应矩阵，计算出系统刚度系数的校正优化值，无需转子多次启停，能够降低停机成本且得到较高的参数校正精度，有效解决了计算过程中同步响应混杂干扰与模型参数误差的问题，实现转子不平衡量的准确识别。

以上所述的实施例仅是对本发明优选方式进行的描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法，其特征在于，包括：

基于运行中的磁悬浮分子泵构建转子的动力学模型，根据所述动力学模型建立不平衡量识别模型；

对所述不平衡量识别模型进行校正优化，获取优化后的不平衡量识别模型；

基于所述优化后的不平衡量识别模型识别校正质量，将所述校正质量加入转子的运行中，完成磁悬浮分子泵在线动平衡。

2.根据权利要求1所述的基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法，其特征在于，建立所述不平衡量识别模型包括：

基于转子常规控制模式下的运行状态构建包含转子不平衡扰动力的不平衡量识别模型，通过对所述包含转子不平衡扰动力的不平衡量识别模型中的转子不平衡扰动力进行消除，生成所述不平衡量识别模型。

3.根据权利要求2所述的基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法，其特征在于，所述不平衡扰动力包括：转子静不平衡扰动力和转子动不平衡扰动力，其中，所述转子静不平衡扰动力通过轴承控制消除，所述转子动不平衡扰动力通过双平面校正法消除。

4.根据权利要求3所述的基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法，其特征在于，所述不平衡量识别模型为：

M＝TV

其中，M为校正质量矩阵，T为转换系数矩阵，V为同步响应。

5.根据权利要求1所述的基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法，其特征在于，对所述不平衡量识别模型进行校正优化，获取优化后的不平衡量识别模型包括：

利用正余弦序列相关运算对所述磁悬浮分子泵的转子进行信号同步响应提取，获取第一转速同频信号；在所述第一转速同频信号中加入旋转电磁矢量场，获取第二转速同频信号；

基于所述第一转速同频信号和所述第二转速同频信号对所述不平衡量识别模型进行刚度系数校正优化，生成所述优化后的不平衡量识别模型。

6.根据权利要求5所述的基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法，其特征在于，利用正余弦序列相关运算对所述磁悬浮分子泵进行信号同步响应提取包括：

获取转子径向位移信号与轴承控制电流信号，其中，所述转子径向位移信号与所述轴承控制电流信号均包括转速同频信号与其他低高频干扰信号；将所述转子径向位移信号和所述轴承控制电流信号分别通过正余弦序列相关运算，消除所述其他低高频干扰信号，提取第一转速同频信号。

7.根据权利要求6所述的基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法，其特征在于，将所述转子径向位移信号和所述轴承控制电流信号分别通过正余弦序列相关运算，消除所述其他低高频干扰信号，提取第一转速同频信号包括：

根据周期信号的分解原理，传感器采集的所述转子径向位移信号和所述轴承控制电流信号可以分解为不同幅值初始相位的各频率信号之和，与同频正余弦序列进行求均值：

其中，u_in(t)为输入信号序列；ω_i为不同频率值，包括转频ω₀与其他频率ω_i(i≠0)；A_i表示频率ω_i信号的幅值；θ_i为频率ω_i信号的初始相位；所述第一转速同频信号为u_out(t)＝A₀sin(ω₀t+θ₀)。

8.根据权利要求5所述的基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法，其特征在于，生成所述优化后的不平衡量识别模型包括：

通过对比所述第一转速同频信号和所述第二转速同频信号的变化，计算校正优化的转换系数矩阵，基于所述校正优化的转换系数矩阵对所述不平衡量识别模型的刚度系数进行校正优化，生成所述优化后的不平衡量识别模型。

9.根据权利要求8所述的基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法，其特征在于，计算所述校正优化的转换系数矩阵的数学模型为：

T₂(V₁-V_v)＝M_v

其中，T₂为优化的转换系数矩阵，V₁与V_v分别为第一转速同频信号矩阵和第二转速同频信号矩阵，M_v为旋转电磁场的等效离心质量矩阵。

10.根据权利要求8所述的基于旋转电磁矢量场的磁悬浮分子泵在线动平衡方法，其特征在于，对所述不平衡量识别模型的刚度系数进行校正优化的计算模型为：

K₂＝-[A₁(V_v-V₁)，A₂(V_v-V₁)][B₁(V_v-V₁)+C₁，B₂(V_v-V₁)+C₂]^-1

其中，K₂为刚度系数矩阵，A₁，B₁，C₁，A₂，B₂，C₂为过程运算矩阵。