JP2001182747A - Electromagnetic suction type active magnetic bearing and control method therefor, and design method for rotor thereof - Google Patents

Electromagnetic suction type active magnetic bearing and control method therefor, and design method for rotor thereof

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JP2001182747A
JP2001182747A JP36824499A JP36824499A JP2001182747A JP 2001182747 A JP2001182747 A JP 2001182747A JP 36824499 A JP36824499 A JP 36824499A JP 36824499 A JP36824499 A JP 36824499A JP 2001182747 A JP2001182747 A JP 2001182747A
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JP
Japan
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vibration
frequency
rotation
rotating body
bearing
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Application number
JP36824499A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenzo Nonami
健蔵 野波
Hirotomo Kamiyama
拓知 上山
Hiromasa Higasa
博正 樋笠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Shikoku Research Institute Inc
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
Shikoku Research Institute Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnetic suction type active magnetic bearing which enables ning improvement in estimation accuracy for an unknown vibration frequency, while realizing vibration control for a plurality of vibration frequencies. SOLUTION: This electromagnetic suction type active magnetic bearing, in order to apply an adaptive control to cyclic disturbances such as a rotation synchronous vibration where R.P.M. varies, fluctuates in frequency and appears or disappears during the rotation of a rotor 5 which is due to an unbalanced exciting force of the rotor 5 as a noncontact floatation body, adaptively modifies Fourier coefficients as control inputs, formulates feed-forward control signals from the Fourier coefficients for control of the electromagnetic suction force of bearing, and when frequency estimate errors of the cyclic disturbances exist due to observed noises, adaptively modifies the Fourier coefficients by modifying the frequencies using a frequency estimate modification rule, then controls the rotation synchronous vibration and rotation asynchronous vibration arising during the rotation of the rotor by inputting the feed-forward control signals to bearing controllers 3, 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁吸引式能動型
磁気軸受け及びその制御方式及びその回転体の設計方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic attraction type active magnetic bearing, a control method thereof, and a method of designing a rotating body thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、磁気軸受けでは、回転体振動
が大きくなると、危険速度を通過できなくなって破壊現
象が生じたり、回転体が回転不能に陥ったりすることが
あり、磁気軸受けの宿命的な課題は、不釣り合い励振力
に起因する回転体の振動にあるといわれている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a magnetic bearing, when the vibration of a rotating body becomes large, it becomes impossible to pass through a dangerous speed and a destruction phenomenon occurs, or the rotating body may become unable to rotate. An important problem is said to be the vibration of the rotating body caused by the unbalanced excitation force.

【0003】そこで、この種の磁気軸受けでは、回転体
の回転を安定化させるためのフィードバック制御以外に
不釣り合い励振力に起因する回転体の周期振動を抑制す
る制御を必要としており、従来から、この回転体の周期
振動を抑制するために、各種の回転体の振動抑制方法が
提案されている。
[0003] Therefore, in this type of magnetic bearing, in addition to feedback control for stabilizing the rotation of the rotating body, control for suppressing the periodic vibration of the rotating body due to the unbalanced excitation force is required. In order to suppress the periodic vibration of the rotating body, various methods of suppressing the vibration of the rotating body have been proposed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
ら提案されている各種の回転体の振動抑制方法は、観測
ノイズの存在を回避できないため、未知振動周波数の推
定精度を向上させることができず、かえって、回転体の
振動が増幅されて発散するおそれがあり、実用的でない
という問題点がある。
However, the vibration suppression methods of various types of rotating bodies that have been conventionally proposed cannot avoid the existence of observation noise, and thus cannot improve the accuracy of estimating the unknown vibration frequency. On the contrary, the vibration of the rotating body may be amplified and diverged, which is not practical.

【0005】回転体の設計に際し、回転体の不釣り合い
励振力に起因して、回転体の振動が大きくなって危険速
度を通過できないとか、回転体が回転不能に陥るとかが
想定される場合には、ともすれば、回転体の設計の変更
を余儀なくされるという問題点もある。
In the design of a rotating body, when it is assumed that the vibration of the rotating body becomes too large to pass a critical speed due to the unbalanced excitation force of the rotating body, or that the rotating body becomes unable to rotate. However, there is also a problem in that the design of the rotating body must be changed.

【0006】本発明は未知振動周波数の推定精度の向上
を図りかつ複数の振動周波数に対しても振動抑制を実現
できる電磁吸引式能動型磁気軸受け及びその制御方式及
びその回転体の設計方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an electromagnetically attractable active type magnetic bearing capable of improving the accuracy of estimating an unknown vibration frequency and realizing vibration suppression for a plurality of vibration frequencies, a control method thereof, and a method of designing a rotating body thereof. I do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項1に記載の電磁吸引式能動型磁気軸受けは、
非接触の浮上体としての回転体の不釣り合い励振力に起
因して前記回転体の回転中に回転数が変化すると共に周
波数が変動してかつ現れたり消滅したりする回転同期振
動と回転非同期振動としての周期性外乱を適応制御する
ために、制御入力としてのフーリエ係数を適応修正し
て、前記フーリエ係数から軸受け電磁吸引力制御のため
のフィードフォワード制御信号を生成し、かつ、観測ノ
イズのために周期性外乱の周波数推定誤差が存在する場
合には、周波数推定修正則によって周波数を修正して前
記フーリエ係数を適応修正して、前記フィードフォワー
ド制御信号を軸受け制御部に入力して前記回転体の回転
中に生じる回転同期振動と回転非同期振動とを抑制する
ことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an electromagnetically attractable active type magnetic bearing, comprising:
Due to the unbalanced excitation force of the rotating body as a non-contact floating body, the rotating speed changes during the rotation of the rotating body, and the frequency fluctuates, and the rotating synchronous vibration and the non-synchronous vibration occur. In order to adaptively control the periodic disturbance as described above, the Fourier coefficient as a control input is adaptively modified to generate a feedforward control signal for the bearing electromagnetic attraction force control from the Fourier coefficient, and for observation noise. When there is a frequency estimation error of the periodic disturbance, the frequency is corrected by a frequency estimation correction rule to adaptively correct the Fourier coefficient, and the feedforward control signal is input to a bearing control unit, and the rotating body is The feature is that rotation-synchronous vibration and rotation-unsynchronous vibration that occur during rotation of the motor are suppressed.

【0008】上記の課題を解決するため、請求項2に記
載の電磁吸引式能動型磁気軸受けの制御方法は、非接触
の浮上体としての回転体の不釣り合い励振力に起因して
前記回転体の回転中に回転数が変化すると共に周波数が
変動してかつ現れたり消滅したりする回転同期振動と回
転非同期振動としての周期性外乱を適応制御するため
に、制御入力としてのフーリエ係数を適応修正して、前
記フーリエ係数から軸受け電磁吸引力制御のためのフィ
ードフォワード制御信号を生成し、かつ、観測ノイズの
ために周期性外乱の周波数推定誤差が存在する場合に
は、周波数推定修正則によって周波数を修正して前記フ
ーリエ係数を適応修正して、前記フィードフォワード制
御信号を軸受け制御部に入力して前記回転体の回転中に
生じる回転同期振動と回転非同期振動とを抑制すること
を特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an electromagnetic attracting type active magnetic bearing, wherein the rotating body as a non-contact floating body is caused by an unbalanced excitation force of the rotating body. Adaptively corrects Fourier coefficients as control inputs to adaptively control periodic disturbances as rotation synchronous vibration and rotation asynchronous vibration where the frequency changes and the frequency fluctuates and disappears during rotation of the Then, a feedforward control signal for bearing electromagnetic attraction force control is generated from the Fourier coefficient, and when there is a frequency estimation error of periodic disturbance due to observation noise, the frequency estimation correction rule To correct the Fourier coefficient adaptively, input the feedforward control signal to the bearing control unit, and generate a rotation-synchronous vibration generated during rotation of the rotating body. Characterized by rolling suppress asynchronous vibration.

【0009】上記の課題を解決するため、請求項3に記
載の電磁吸引式能動型磁気軸受けの制御方法は、フィー
ドバック制御信号を併用して前記回転体の振動を抑制す
ることを特徴とする。
In order to solve the above problem, a control method of an electromagnetic attraction type active magnetic bearing according to a third aspect is characterized in that the vibration of the rotating body is suppressed by using a feedback control signal together.

【0010】上記の課題を解決するため、請求項4に記
載の回転体の設計方法は、請求項1に記載の電磁吸引式
能動型磁気軸受又は請求項2に記載の電磁吸引式能動型
磁気軸受けの制御方法を用いて前記回転体を設計するこ
とを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a method for designing a rotating body according to a fourth aspect is directed to an electromagnetically attractable active magnetic bearing according to the first aspect or an electromagnetically attractable active type magnetic bearing according to the second aspect. The rotating body is designed using a bearing control method.

【0011】本発明に係わる電磁吸引式能動型磁気軸受
け及びその制御方式及びその回転体の設計方法によれ
ば、未知振動周波数の推定精度の向上を図りかつ複数の
振動周波数に対しても振動抑制を実現できる。
According to the active magnetic bearing of the present invention, the control method thereof, and the method of designing the rotating body thereof, the accuracy of estimating the unknown vibration frequency is improved, and the vibration is suppressed even for a plurality of vibration frequencies. Can be realized.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は本発明が適用される電磁吸
引式能動型磁気軸受け装置の縦断面図を示している。こ
の図1において、1はケーシングである。このケーシン
グ1内には、アキシアル型磁気軸受け2、ラジアル型磁
気軸受け3、4、円柱状回転体(ロータ)5が設けられ
ている。アキシアル型磁気軸受け2は高温超電導体2a
とコイル2bとから大略構成されている。そのラジアル
型磁気軸受け3、4は互いに直交するX方向ラジアル型
磁気軸受けとY方向ラジアル型磁気軸受けとから構成さ
れ、ここでは、X方向ラジアル型磁気軸受けが示されて
いる。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic attraction type active magnetic bearing device to which the present invention is applied. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a casing. An axial magnetic bearing 2, radial magnetic bearings 3 and 4, and a cylindrical rotating body (rotor) 5 are provided in the casing 1. The axial type magnetic bearing 2 is a high temperature superconductor 2a.
And the coil 2b. The radial type magnetic bearings 3 and 4 are composed of an X-direction radial type magnetic bearing and a Y-direction radial type magnetic bearing which are orthogonal to each other. Here, the X-direction radial type magnetic bearing is shown.

【0013】ラジアル型磁気軸受け3、4は円柱状回転
体5を挟んで対向する一対の電磁石6、7から大略構成
され、その一対の電磁石6、7は鉄心6a、7aとコイ
ル6b、7bとから大略構成されている。
The radial type magnetic bearings 3 and 4 are generally constituted by a pair of electromagnets 6 and 7 opposed to each other with the columnar rotating body 5 interposed therebetween, and the pair of electromagnets 6 and 7 includes iron cores 6a and 7a and coils 6b and 7b. Approximately.

【0014】ラジアル型磁気軸受け3とラジアル型磁気
軸受け4との間には、インダクションモータ8が設けら
れている。このインダクションモータ8は固定子8aと
コイル8bとから構成されている。
An induction motor 8 is provided between the radial magnetic bearing 3 and the radial magnetic bearing 4. The induction motor 8 includes a stator 8a and a coil 8b.

【0015】ケーシング1内には、円柱状回転体5の回
転数を検出して回転数検出信号を出力する回転数検出セ
ンサ9、円柱状回転体5のスラスト方向の変位を検出し
て変位検出信号を出力する変位検出センサ9’、円柱状
回転体5のラジアル方向の変位(X方向変位、Y方向変
位)を検出して変位検出信号を出力する変位検出センサ
10、11が設けられている。円柱状回転体5には鉄板
積層体12〜16が設けられている。
In the casing 1, a rotation speed detection sensor 9 for detecting the rotation speed of the columnar rotating body 5 and outputting a rotation speed detection signal, and detecting the displacement of the cylindrical rotating body 5 in the thrust direction. A displacement detection sensor 9 ′ that outputs a signal, and displacement detection sensors 10 and 11 that detect a radial displacement (X-direction displacement, Y-direction displacement) of the columnar rotating body 5 and output a displacement detection signal are provided. . The columnar rotating body 5 is provided with iron plate laminates 12 to 16.

【0016】鉄板積層体12は変位検出センサ10に対
向して配置され、鉄板積層体13はラジアル型磁気軸受
け3に対向して配置され、鉄板積層体14はインダクシ
ョンモータ8に対向して配置され、鉄板積層体15はラ
ジアル型磁気軸受け4に対向して配置され、鉄板積層体
16は変位検出センサ11に対向して配置されている。
The iron plate laminate 12 is disposed to face the displacement detection sensor 10, the iron plate laminate 13 is disposed to face the radial magnetic bearing 3, and the iron plate laminate 14 is disposed to face the induction motor 8. The iron plate laminate 15 is arranged to face the radial magnetic bearing 4, and the iron plate laminate 16 is arranged to face the displacement detection sensor 11.

【0017】この電磁吸引式能動型磁気軸受け装置は、
その円柱状回転体5の端部に羽根部材5’が設けられ
て、真空ポンプとして用いられる。
This electromagnetic attraction type active type magnetic bearing device comprises:
A blade member 5 'is provided at an end of the columnar rotating body 5, and is used as a vacuum pump.

【0018】この円柱状回転体5はインダクションモー
タ8によって回転駆動され、この円柱状回転体5の不釣
り合い励振力に起因して円柱状回転体5の回転中に回転
数が変化すると共に周波数が変動して、回転同期振動と
回転非同期振動とが現れたり消滅したりする。
The cylindrical rotating body 5 is driven to rotate by an induction motor 8, and the rotational speed changes during the rotation of the cylindrical rotating body 5 and the frequency increases due to the unbalanced excitation force of the cylindrical rotating body 5. As a result, the rotation synchronous vibration and the rotation asynchronous vibration appear or disappear.

【0019】また、この円柱状回転体5はその中立位置
Oからラジアル方向に変位する。この円柱状回転体5と
電磁石6、7の安定ギャップ長Gは約1mmであり、こ
の円柱状回転体5の変位に基づく電磁吸引式能動型磁気
軸受け装置の破壊を防止するために、タッチダウン式ボ
ールベアリング17、18が円柱状回転体5の両端部に
設けられている。円柱状回転体5の両端部が1mm以上
変位しようとすると、その両端部がタッチダウン式ボー
ルベアリング17、18に接触し、これによって 、電
磁吸引式能動型磁気軸受け装置の破壊が防止される。
The columnar rotating body 5 is displaced in a radial direction from its neutral position O. The stable gap length G between the cylindrical rotator 5 and the electromagnets 6 and 7 is about 1 mm. In order to prevent the electromagnetic attraction type active magnetic bearing device from being destroyed due to the displacement of the cylindrical rotator 5, a touchdown is performed. Type ball bearings 17 and 18 are provided at both ends of the columnar rotating body 5. When both ends of the columnar rotating body 5 are to be displaced by 1 mm or more, the both ends come into contact with the touch-down type ball bearings 17 and 18, thereby preventing the electromagnetic attraction type active magnetic bearing device from being broken.

【0020】各コイル6b、7bにはバイアス電流Bi
が流されており、変位検出センサ9’が円柱状回転体5
のスラスト方向(軸方向)の変位、変位検出センサ1
0、11が円柱状回転体5のラジアル方向の変位を検出
すると、図2に示すように、それらの変位検出信号がア
ナログ線形制御装置19に入力され、アナログ線形制御
装置19はその変位の結果に基づいて、この変位を相殺
する方向にフィードバック信号を増幅器20に向かって
出力する。
A bias current Bi is applied to each of the coils 6b and 7b.
Is flowing, and the displacement detection sensor 9 ′ is
In the thrust direction (axial direction), displacement detection sensor 1
When 0 and 11 detect the radial displacement of the cylindrical rotator 5, as shown in FIG. 2, those displacement detection signals are input to the analog linear controller 19, and the analog linear controller 19 outputs the displacement result. And outputs a feedback signal toward the amplifier 20 in a direction to cancel the displacement.

【0021】また、その変位検出信号と回転数検出信号
とはデジタル非線形制御装置21に入力される。デジタ
ル非線形制御装置21はアナログ・デジタル変換器22
とデジタルサンプリングプロセッサ23とデジタル・ア
ナログ変換器24とから大略構成されている。
The displacement detection signal and the rotation number detection signal are input to the digital non-linear controller 21. The digital non-linear controller 21 is an analog / digital converter 22
And a digital sampling processor 23 and a digital / analog converter 24.

【0022】周期性外乱を抑制するにはその周波数を推
定する必要がある。推定法にはこれまでTsao、Qi
anの評価関数法(公知文献1)があるが、外乱周波数
を一つしか推定できないので新たに複数外乱周波数を推
定できる差分方程式法を考案した(参考資料1)。
In order to suppress the periodic disturbance, its frequency must be estimated. The estimation method has been Tsao, Qi
Although there is an evaluation function method of an (Publication 1), since only one disturbance frequency can be estimated, a difference equation method capable of newly estimating a plurality of disturbance frequencies has been devised (Reference Material 1).

【0023】一方、周期性外乱の観測ノイズを考慮しな
い場合には、既に外乱を適応抑制するための制御入力の
フーリエ係数の適応修正則があるが(公知文献2)、観
測ノイズを考慮した場合について新たに参考資料2によ
る観測ノイズを考慮した複数の周期性外乱の適応抑制法
及び適応周波数トラッキング法を考案した。
On the other hand, when the observation noise of the periodic disturbance is not taken into account, there is already an adaptive correction law of the Fourier coefficient of the control input for adaptively suppressing the disturbance (see Reference 2). The authors newly devised an adaptive suppression method and an adaptive frequency tracking method for a plurality of periodic disturbances in consideration of observation noise according to Reference Material 2.

【0024】これによれば、観測ノイズを考慮しても、
周期性外乱の周波数推定誤差がない場合には、観測ノイ
ズがない場合と同様の適応修正則を用いることが出来る
が、周期性外乱の周波数推定誤差がある場合には、周波
数推定修正則によって周期性外乱の周波数を修正して、
観測ノイズがない場合の適応修正則を用いて外乱を適応
抑制できることを考案した。
According to this, even considering the observation noise,
When there is no frequency estimation error of the periodic disturbance, the same adaptive correction rule as when there is no observation noise can be used. Modify the frequency of sexual disturbance,
We devised that the disturbance can be adaptively suppressed by using the adaptive correction rule when there is no observation noise.

【0025】すなわち、そのデジタル非線形制御装置2
1は、非接触の浮上体としての回転体5の不釣り合い励
振力に起因して回転体5の回転中に回転数が変化すると
共に周波数が変動してかつ現れたり消滅したりする回転
同期振動と回転非同期振動としての周期性外乱を適用抑
制するために、制御入力としてのフーリエ係数を適応修
正して、フーリエ係数から軸受け電磁吸引力制御のため
のフィードフォワード制御信号を生成し、かつ、観測ノ
イズのために周期性外乱の周波数推定誤差が存在する場
合には、周波数推定修正則によって周波数を修正してフ
ーリエ係数を適応修正して、フィードフォワード制御信
号を軸受け制御部に入力して前記回転体の回転中に生じ
る回転同期振動と回転非同期振動とを抑制する。
That is, the digital nonlinear controller 2
Reference numeral 1 denotes a rotation-synchronous vibration in which the frequency changes and the frequency fluctuates and appears or disappears during rotation of the rotating body 5 due to the unbalanced excitation force of the rotating body 5 as a non-contact floating body. In order to suppress the application of periodic disturbances as rotation asynchronous vibrations, adaptively modify the Fourier coefficient as a control input, generate a feedforward control signal for bearing electromagnetic attraction force control from the Fourier coefficient, and observe If there is a frequency estimation error of the periodic disturbance due to noise, the frequency is corrected by a frequency estimation correction rule to adaptively correct the Fourier coefficient, and a feedforward control signal is input to a bearing control unit to perform the rotation. It suppresses rotational synchronous vibration and rotational asynchronous vibration generated during rotation of the body.

【0026】ここで、回転同期振動とは、回転数の整数
倍に比例して現れたり消滅したりする振動をいい、回転
非同期振動とは回転数に拘わらずに現れたり消滅したり
する振動をいう。
Here, the rotation synchronous vibration refers to a vibration that appears and disappears in proportion to an integral multiple of the rotation speed, and the rotation asynchronous vibration refers to a vibration that appears and disappears regardless of the rotation speed. Say.

【0027】従来の制御方式の場合、回転数4368r
pmのときには、回転体5の振動及び変位を意味するリ
サージュ波形Q1、Q2が図3(a)、図3(b)に示
すように変化するが、この発明の実施の形態によれば、
図3(c)、図3(d)に示すようにリサージュ波形が
Q1、Q2がほぼ一点に収束し、回転体5の振動を抑制
できた。また、例えば、従来の制御方式の場合、回転数
12052rpmのときには、リサージュ波形Q1、Q
2が図4(a)、図4(b)に示すように変化するが、
この発明の実施の形態によれば、図4(c)、図4
(d)に示すようにリサージュ波形がQ1、Q2がほぼ
一点に収束し、回転数の低速から高速の各領域に渡って
回転体5の振動及び変位を抑制できた。
In the case of the conventional control method, the rotational speed is 4368r.
At pm, the Lissajous waveforms Q1 and Q2 indicating the vibration and displacement of the rotating body 5 change as shown in FIGS. 3A and 3B, but according to the embodiment of the present invention,
As shown in FIGS. 3C and 3D, the Lissajous waveforms Q1 and Q2 converge to almost one point, and the vibration of the rotating body 5 could be suppressed. For example, in the case of the conventional control method, when the rotational speed is 12052 rpm, the Lissajous waveforms Q1 and Q
2 changes as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b),
According to the embodiment of the present invention, FIG.
As shown in (d), the Lissajous waveforms Q1 and Q2 converged to almost one point, and the vibration and displacement of the rotating body 5 could be suppressed over a range of low to high rotational speeds.

【0028】なお、図3(a)、(c)、図4(a)、
(c)はラジアル軸受け4近傍の円柱状回転体5のラジ
アル方向の変位を示し、図3(b)、(d)、図4
(b)、(d)はラジアル軸受け3近傍の円柱状回転体
5のラジアル方向の変位を示している。
3 (a), 3 (c), 4 (a),
(C) shows the radial displacement of the columnar rotating body 5 near the radial bearing 4, and FIGS. 3 (b), (d), and FIG.
(B) and (d) show the radial displacement of the columnar rotating body 5 near the radial bearing 3.

【0029】以下に論文として発表予定の内容を参考資
料1、参考資料2として下記に記載する。
The contents to be published as papers are described below as Reference Material 1 and Reference Material 2.

【0030】参考資料1 −差分方程式を用いた複数の周期性外乱の周波数の推定
法− アクティブ適応抑制手法を使って周期性外乱を抑制する
には、多くの場合は外乱の周波数が未知であるため、外
乱の周波数を推定する必要がある。この場合、評価関数
法は外乱の周波数を一つしか推定できない。例えば、実
際の高速回転機械などの場合には、アンバランスによる
回転同期振動のほかに、分数調波振動とか、高調波振動
が時々観測されることがあり、この場合はこの方法は適
用できない。これに対して差分方程式法は同時に幾つか
の外乱周波数を推定できるという特徴がある。したがっ
て、上述の例の場合、極めて有効な方法となる。ここで
は、差分方程式を用いた複数の外乱周波数の推定法につ
いて述べる。
Reference 1-Method of estimating the frequency of a plurality of periodic disturbances using difference equation-In order to suppress the periodic disturbance using the active adaptive suppression method, the frequency of the disturbance is often unknown. Therefore, it is necessary to estimate the frequency of the disturbance. In this case, the evaluation function method can estimate only one frequency of the disturbance. For example, in the case of an actual high-speed rotating machine, a subharmonic vibration or a harmonic vibration may sometimes be observed in addition to rotationally synchronized vibration due to unbalance. In this case, this method cannot be applied. On the other hand, the difference equation method has a feature that several disturbance frequencies can be estimated at the same time. Therefore, in the case of the above-mentioned example, it is an extremely effective method. Here, a method of estimating a plurality of disturbance frequencies using a difference equation will be described.

【0031】次の定常的な単一調和信号を考える。Consider the following stationary single harmonic signal:

【0032】 χ[n]=sin(ωn) (1) 式(1)に対して、最短差分方程式は次のように導け
る。
Χ [n] = sin (ωn) (1) With respect to equation (1), the shortest difference equation can be derived as follows.

【0033】 χ[n]=aχ[n-1]-χ[n-2] (2) ただし、初期値χ[n0]=sin(ωn0),χ[n0-1]=sin(ω[n0
−1])、a=2cos(ω) 次に信号χ[n]が次のように二つの定常的な調和信号を
含む場合を考える。
Χ [n] = aχ [n-1] -χ [n-2] (2) where initial values χ [n 0 ] = sin (ωn 0 ), χ [n 0 -1] = sin ( ω [n 0
-1]), a = 2 cos (ω) Next, consider a case where the signal χ [n] includes two stationary harmonic signals as follows.

【0034】 χ[n]=χ1[n]+χ2[n] =sin(ω1n)+sin(ω2n) (3) このとき、定常的な単一調和信号の場合と同様にχ
1[n]、χ2[n]に関する最短差分方程式はそれぞれ次の
ように表現できる。
Χ [n] = χ 1 [n] + χ 2 [n] = sin (ω 1 n) + sin (ω 2 n) (3) At this time, as in the case of a stationary single harmonic signal,
The shortest difference equations for 1 [n] and χ 2 [n] can be expressed as follows, respectively.

【0035】 χ1[n]=c1χ1[n−1]−χ1[n−2] (4) χ2[n]=c2χ2[n−1]−χ2[n−2] 式(4)を用いて、x[n]に関する差分方程式は次の式
となる。
Χ 1 [n] = c 1 χ 1 [n−1] −χ 1 [n−2] (4) χ 2 [n] = c 2 χ 2 [n−1] −χ 2 [n− 2] Using equation (4), the difference equation for x [n] is as follows.

【0036】 χ[n]=a1χ[n−1]−a2χ[n−2] +a3χ[n−3]−a2χ[n−4] (5) ここで、a1=c1+c2、a2=cl2+2、a3=C1
2、a4=1である。
Χ [n] = a 1 χ [n-1] -a 2 χ [n-2] + a 3 χ [n-3] -a 2 χ [n-4] (5) where a 1 = c 1 + c 2, a 2 = c l c 2 + 2, a 3 = C 1 +
C 2 , a 4 = 1.

【0037】いま、信号χ[n]がM個の定常的な調和信
号から成るような一般的な場合には式(4)、(5)は
次式となる。
Now, in the general case where the signal χ [n] is composed of M stationary harmonic signals, equations (4) and (5) are as follows.

【0038】 χm[n]=cmχm(n−1)−χm[n−2] (6) χ[n]=Σχm[n],χm[n]=sin(ωn) (7) Σはm=1からMまで積分する。Χ m [n] = cm χ m (n−1) −χ m [n−2] (6) χ [n] = Σχ m [n], χ m [n] = sin (ω n (7) Σ integrates from m = 1 to M.

【0039】このとき、次の2Μ次元の最短差分方程式
(ARモデル)が導出できる。
At this time, the following 2Μ-dimensional shortest difference equation (AR model) can be derived.

【0040】 χ[n]=Σaκχ[n−κ] (8) Σはκ=1から2Mまで積分する。ただし、aκは式
(6)のcmの関数である。本研究では、簡単のために
信号χ[n]は最大四つの定常的な調和信号からなると仮
定する。この場合にはサンプルχ[n]、χ[n−1]、
[n−2]、・・・を用いて、最小二乗法によって、式
(7)の係数aκ(κ=1・・・2M)を推定できる。
これらの係数を使って、cm(m=1・・・M)を算出
でき、周波数ωm(i=1・・・M)の推定値が得られ
る。
{[N] = {aκ} [n−κ] (8)} integrates from κ = 1 to 2M. However, Eikappa is a function of c m of formula (6). In this study, we assume for simplicity that the signal χ [n] consists of up to four stationary harmonic signals. In this case, the samples χ [n], χ [n−1],
Using [n-2],..., the coefficient aκ (κ = 1... 2M) of the equation (7) can be estimated by the least square method.
Using these coefficients, cm (m = 1... M) can be calculated, and an estimated value of the frequency ω m (i = 1... M) can be obtained.

【0041】参考資料2 −観測ノイズを考慮した複数の周期性外乱の適応抑制法
および適応周波数トラッキング法− 1.観測ノイズを考慮した単一周期性外乱の適応抑制法 本節では、周期性外乱を抑制する適応アルゴリズムを述
べる。この方法の最大の特徴は制御対象のモデルを必要
としないことである。本適応制御手法による周期性外乱
のアクティブ制御のブロック線図をFig.1に示す。
さらに、この適応抑制アルゴリズムの詳細をFig.2
に示す。
Reference Material 2-Adaptive suppression method and adaptive frequency tracking method for a plurality of periodic disturbances in consideration of observation noise- Adaptive Suppression Method of Single Periodic Disturbance Considering Observation Noise This section describes an adaptive algorithm that suppresses periodic disturbance. The biggest feature of this method is that it does not require a model to be controlled. The block diagram of the active control of the periodic disturbance by the adaptive control method is shown in FIG. It is shown in FIG.
Further, details of this adaptive suppression algorithm are described in FIG. 2
Shown in

【0042】[0042]

【Fig.1】 [Fig. 1)

【0043】[0043]

【Fig.2】 [Fig. 2]

【0044】Fig.2の最初のブロックで、誤差信号
の正弦成分と余弦成分のエネルギを計算する。次のブロ
ックでプラントへの制御入カのフーリエ係数α,βを適
応修正する。そして、最後のブロックではフーリエ係数
から、プラントへの制御入力を生成する。以上のように
Fig.2でプラントへの擬似フィードフォ一ワード制
御入力を生成して、Fig.1の外乱と重畳し、結果的
に偏差eを低減またはゼロにすることがこの適応アルゴ
リズムの目的である。
FIG. In the first block of 2, calculate the energy of the sine and cosine components of the error signal. In the next block, the Fourier coefficients α and β of the control input to the plant are adaptively corrected. Then, in the last block, a control input to the plant is generated from the Fourier coefficients. As described above, FIG. 2 to generate a pseudo feedforward control input to the plant, FIG. The purpose of this adaptive algorithm is to overlap with a disturbance of one and consequently reduce or eliminate the deviation e.

【0045】文献[1][2]で観測ノイズを考えない適応
アルゴリズムを提案した。本論文では文献[2]の方法
が観測ノイズに十分に耐えうる適応アルゴリズムである
ことを考察する。まず、単一周波数をもつ外乱dを次式
のように与える。
References [1] and [2] have proposed adaptive algorithms that do not consider observation noise. In this paper, we consider that the method of Ref. [2] is an adaptive algorithm that can sufficiently withstand observation noise. First, a disturbance d having a single frequency is given by the following equation.

【0046】 d=αdsin(ω0t)+βd cos(ω0t) (9) ここで、ω0は外乱の周波数:αd、βdは外乱の振幅で
ある。さて、実際には観測ノイズ(ホワイトノイズ及び
カラーノイズ)が必ず存在する。そこで、次のように観
測ノイズを定義する。 Nd=Σ(αisin(ωit)+βicos(ωit)+ζ・rand(t) (10) Σはi=1からi=nまで積分する。
D = α d sin (ω 0 t) + β d cos (ω 0 t) (9) where ω 0 is the frequency of the disturbance: α d , and β d is the amplitude of the disturbance. Now, actually, observation noise (white noise and color noise) always exists. Therefore, observation noise is defined as follows. N d = {(α i sin (ω i t) + β i cos (ω i t) + {· rand (t) (10)} integrates from i = 1 to i = n.

【0047】式(10)のωiはi番目のカラーノイズ
の周波数で、αi、βiはそのカラーノイズの振幅であ
る。また、rand(t)とζはホワイトノイズとその
レベル係数を示す。ただし、αiβi《αd,βd(i=1
…n)、ω0≪ωiと仮定する。式(9)に式(10)の
ノイズが混入するために、システムの外乱は次のような
形となる。
In Equation (10), ω i is the frequency of the i-th color noise, and α i and β i are the amplitudes of the color noise. Rand (t) and ζ indicate white noise and its level coefficient. Where α i β i << α d , β d (i = 1
.. N), ω 0 ≪ω i is assumed. Since the noise of the equation (10) is mixed in the equation (9), the disturbance of the system has the following form.

【0048】 d=αdsin(ω0t)+βdcos(ω0t)+Nd (11) プラントの伝達関数はG(s)=Aejθとする。ここ
で、プラントへの制御入力rを次のように定義する。
[0048] d = α d sin (ω 0 t) + β d cos (ω 0 t) + N d (11) plant transfer function of the G (s) = Ae j θ . Here, the control input r to the plant is defined as follows.

【0049】 r=αsin(ωt)+βcos(ωt) (12) ここで、ωは参考資料1で提案した周波数推定アルゴリ
ズムで推定した周波数、α、βは適応制御アルゴリズム
によって修正したフーリエ係数である。このとき、プラ
ントの定常力yは次のようになる。
R = αsin (ωt) + βcos (ωt) (12) where ω is the frequency estimated by the frequency estimation algorithm proposed in Reference 1, and α and β are Fourier coefficients corrected by the adaptive control algorithm. At this time, the stationary force y of the plant is as follows.

【0050】 y=rG(jω) =A[α(t)sin(ωt+θ)+β(t)cos(ωt+θ)](13) ただし、Aとθは周波数ωにおけるプラントのゲインと
位相である。さらにシステムの定常偏差信号eは次のよ
うになる。
Y = rG (jω) = A [α (t) sin (ωt + θ) + β (t) cos (ωt + θ)] (13) where A and θ are the gain and phase of the plant at the frequency ω. Further, the steady state error signal e of the system is as follows.

【0051】 e=y+d =A[α(t)sin(ωt+θ)+β(t)cos(ωt+θ)] +αdsin(ω0t)+βdcos(ω0t)+Nd (14)[0051] e = y + d = A [ α (t) sin (ωt + θ) + β (t) cos (ωt + θ)] + α d sin (ω 0 t) + β d cos (ω 0 t) + N d (14)

【0052】[0052]

【Fig.3】 [Fig. 3]

【0053】偏差信号eをFig.3に示すように処理
すると、この二つの低域通過フィルタh(t)の定常出
力は近似的に次のように書ける。
The deviation signal e is set to FIG. 3, the steady-state outputs of the two low-pass filters h (t) can be approximately written as follows.

【0054】 n1(t)=e(t)sin(ωt) n2(t)=e(t)cos(ωt) (15) まず、n1(t)について考える。N1 (t) = e (t) sin (ωt) n2 (t) = e (t) cos (ωt) (15) First, consider n1 (t).

【0055】 n1(t)=A[α(t)sin(ωt+θ)+β(t)cos(ωt+θ)]sin(ωt) +[αdsin(ω0t)+βdcosω0t]sin(ωt)+{Σ[αisin(ωit ) +βicos(ωit)+∫rand(t)]}sin(ωt) =0.5A{α(t)[cos(2ωt+θ)−cosθ] +β(t)[sin(2ωt+θ)−sinθ]} +0.5{αd[cos(ω0-ω)t−cos(ω0+ω)t)] +βd[sin(ω0-ω)t−sin(ω0+ω)t]} +{Σ0.5{αi[cos(ωi+ω)t−cos(ωi−ω)t] +βi[sin(ωi+ω)t−sin(ωi-ω)t]} +ζ・rand(t)sin(ωt) (16) ここで、低域通過フィルタのカットオフ周波数ωBはωB
≪2ω0とし、式(10)のカラーノイズ周波数ωiの仮
定としてωB≪ωiとする。この結果、外乱周波数真値ω
0に対してゲインの比較的小さい高周波数成分は無視す
ることができる。外乱周波数推定誤差をΔωとして次式
とおく。
[0055] n1 (t) = A [α (t) sin (ωt + θ) + β (t) cos (ωt + θ)] sin (ωt) + [α d sin (ω 0 t) + β d cosω 0 t] sin (ωt ) + {Σ [α i sin (ω i t) + β i cos (ω i t) + ∫rand (t)]} sin (ωt) = 0.5A {α (t) [cos (2ωt + θ) -cosθ] + β (t) [sin ( 2ωt + θ) -sinθ]} +0.5 {α d [cos (ω 0- ω) t-cos (ω 0+ ω) t)] + β d [sin (ω 0- ω) t −sin (ω 0 + ω) t]} + {0.5 {Σα i [cos (ω i + ω) t−cos (ω i −ω) t] + β i [sin (ω i + ω) t−sin ( ω i− ω) t]} + ζ · rand (t) sin (ωt) (16) where the cutoff frequency ω B of the low-pass filter is ω B
≪2ω 0, and ω B ≪ω i assuming the color noise frequency ω i in equation (10). As a result, the disturbance frequency true value ω
High frequency components having a relatively small gain with respect to 0 can be ignored. The disturbance frequency estimation error is represented by the following equation as Δω.

【0056】 Δω=ω0−ω (17) 定常状態において低域通過フィルタの出力は近似的に次
のように書ける。
Δω = ω 0 −ω (17) In a steady state, the output of the low-pass filter can be approximately written as follows.

【0057】 n1(t)=0.5A[α(t)cosθ−β(t)sinθ] +0.5Ad[sin(Δωt+θd)] (18) ただし、Ad=(αd 2+βd 21/2;θd=tan-1(α
d/βd)同様にn2(t)についても次式のように導け
る。
[0057] n1 (t) = 0.5A [α (t) cosθ-β (t) sinθ] + 0.5A d [sin (Δωt + θd)] (18) However, A d = (α d 2 + β d 2) 1/2 ; θd = tan -1
d / β d ) Similarly, n2 (t) can be derived as follows.

【0058】 n2(t)=0.5A[β(t)cosθ+α(t)sinθ] +0.5Ad[cos(Δωt+θd)] (19) まず、△ω=0の場合を考える。このとき、文献[2]
で提案した位相θに依存しない適応則と同一となり次式
を定義する。
[0058] n2 (t) = 0.5A [β (t) cosθ + α (t) sinθ] + 0.5A d [cos (Δωt + θd)] (19) First, consider the case of △ ω = 0. At this time, reference [2]
It becomes the same as the adaptive law which does not depend on the phase θ proposed in the above, and defines the following equation.

【0059】 α(K+1)=α(k)−μ1(k+1)n1(k) β(K+1)=β(k)−μ2(k+1)n2(k) (20) ここで、μiはステップサイズである。さらに、 n1(K+1)=n1(k)+0.5A[μ2(k+1)n2(k)sinθ −μ1(k+1)n1(k)cosθ] (21) n2(K+1)=n2(k)−0.5A[μ2(k+1)n2(k)cosθ +μ1(k+1)n1(k)sinθ] (22) ただし、 μ1(k+1)=μ1(k)sgn(n1(k-1)2− n1(k)2) (23) μ2(k+1)=μ2(k)sgn(n2(k-1)2− n2(k)2) 上式は非線形適応則となっている。Α (K + 1) = α (k) −μ 1 (k + 1) n1 (k) β (K + 1) = β (k) −μ 2 (k + 1) n2 (k) ( 20) where μ i is the step size. Further, n1 (K + 1) = n1 (k) + 0.5A [μ 2 (k + 1) n2 (k) sinθ -μ 1 (k + 1) n1 (k) cosθ] (21) n2 (K + 1) = n2 (k) −0.5A [μ 2 (k + 1) n2 (k) cos θ + μ 1 (k + 1) n1 (k) sin θ] (22) where μ 1 (k + 1) = μ 1 (k) sgn (n1 (k-1) 2 − n1 (k) 2 ) (23) μ 2 (k + 1) = μ 2 (k) sgn (n2 (k-1) 2 − n2 (k) 2 ) The above equation is a nonlinear adaptive law.

【0060】文献[1][2]の結果から、異なる位相θに対
して、μiの初期値が一定の条件を満たせば、この非線
形系は漸近安定性が保証されるということをシュミレー
ションによって明らかにしている。次に、Δω≠0の場
合を考える。式(18)から、n1(t)の離散系の式
を得ると次のようになる。 n1(k+1)=0.5A[α(k+1)cosθ−β(k+1)sinθ] +0.5Ad [sin(Δω(k+1)+θd)] =0.5A[α(k)−μ1(k+1)n1(k))cosθ −(β(k)−μ2(k+1)n2(k)sinθ)] +0.5Ad [sin(Δωk+θd)] (24) 一般的にΔω≪ωである。ここで、cosΔω〜1;s
inΔω〜Δωとすると、式(24)は次のようにな
る。 n1(k+1)=n1(k)+0.5A[μ2(k+1)n2(k)sinθ −μ1(k+1)n1(k)cosθ] +0.5Ad[sin(Δωk+θd) +Δωcos(Δωk+θd)] (25) 同様に、 n2(k+1)=n2(k)−0.5A[μ2(k+1)n2(k)cosθ −μ1(k+1)n1(k)sinθ] −0.5Ad[cos(Δω+θd) +Δωsin(Δωk+θd)] (26) 式(25)と式(26)により、n1(k+1),n2
(k+1)はk時点のn1(k),n2(k)ばかりで
なく、周波数の推定誤差Δωに依存することがわかる。
この場合、シュミレーションを行うと、μi(i=1,
2)の初期値をどのように選んでも、偏値eはしばしば
発散することから、この非線型系は漸近安定性が保証さ
れず、不安定となることが分かる。この不安定の原因は
周波数推定誤差Δωの存在である。このため、推定した
周波数を修正し真値に近づける必要がある。そこで、推
定誤差Δωを零にするためのアルゴリズムを次節で提案
する。そして、この適応アクティブ制御系を漸近安定化
させる必要がある。 2.適応周波数トラッキング法 外乱周波数推定誤差Δωを零にするアルゴリズムを本研
究では適応周波数トラッキング法と呼ぶ。そして、周波
数の適応修正則を次に導く。式(18),式(19)よ
り、次式が得られる。 N(t)=n1(t)+n2(t) =0.5A[α(t)(cosθ+sinθ) +β(t)(cosθ−sinθ)] +0.5Ad [sin(Δω+θd)+cos(Δω+θd)](27) このN(t)の離散系の表現は次のようになる。 N(k+1)=N(k)+0.5A[μ1(k+1)n1(k)(cosθ +sinθ)+μ2(k+1)n2(k)(cosθ−sinθ)] +0.5Ad Δω[cos(Δω(k+1)+θd) −sin(Δω(k+1)+θd)] =0.5N(k)+0.5Ad Δω[cos(Δωk+θ) −sin(Δωk+θ)] (28) 上式から、k→∞のとき、Δω→0になる必要がある。
この目的を達成するために、式(28)から、周波数の
修正則を次のように定義する。
From the results of Refs. [1] and [2], simulations show that as long as the initial value of μ i satisfies a certain condition for different phases θ, this nonlinear system can guarantee asymptotic stability. Reveals. Next, consider the case of Δω ≠ 0. From Expression (18), a discrete expression of n1 (t) is obtained as follows. n1 (k + 1) = 0.5A [α (k + 1) cos θ−β (k + 1) sin θ] + 0.5A d [sin (Δω (k + 1) + θ d )] = 0.5A [α (k) −μ 1 (k + 1) ) n1 (k)) cosθ - (β (k) -μ 2 (k + 1) n2 (k) sinθ)] + 0.5A d [sin (Δωk + θ d)] (24) is generally Derutaomega«omega. Here, cosΔω〜1; s
If in Δω to Δω, equation (24) is as follows. n1 (k + 1) = n1 (k) + 0.5A [μ 2 (k + 1) n2 (k) sinθ -μ 1 (k + 1) n1 (k) cosθ] + 0.5A d [sin (Δωk + θ d) + Δωcos (Δωk + θ d) (25) Similarly, n2 (k + 1) = n2 (k) −0.5A [μ 2 (k + 1) n2 (k) cos θ−μ 1 (k + 1) n1 (k) sin θ] −0.5A d [cos the (Δω + θ d) + Δωsin (Δωk + θ d)] (26) equation (25) equation (26), n1 (k + 1), n2
It can be seen that (k + 1) depends on not only n1 (k) and n2 (k) at the time k but also the frequency estimation error Δω.
In this case, when simulation is performed, μ i (i = 1,
Regardless of the initial value of 2), the bias value e often diverges, indicating that this nonlinear system is not guaranteed asymptotic stability and becomes unstable. The cause of this instability is the existence of the frequency estimation error Δω. For this reason, it is necessary to correct the estimated frequency to approach the true value. Therefore, an algorithm for reducing the estimation error Δω to zero is proposed in the next section. Then, it is necessary to stabilize the adaptive active control system asymptotically. 2. Adaptive frequency tracking method The algorithm that makes the disturbance frequency estimation error Δω zero is referred to as adaptive frequency tracking method in this study. Then, an adaptive correction law of frequency is derived next. From Expressions (18) and (19), the following expression is obtained. N (t) = n1 (t) + n2 (t) = 0.5A [α (t) (cos θ + sin θ) + β (t) (cos θ−sin θ)] + 0.5A d [sin (Δω + θ d ) + cos (Δω + θ d ) ] (27) The discrete expression of N (t) is as follows. N (k + 1) = N (k) + 0.5A [μ 1 (k + 1) n1 (k) (cos θ + sin θ) + μ 2 (k + 1) n2 (k) (cos θ−sin θ)] + 0.5A d Δω [cos (Δω (k + 1) + θ d ) from -sin (Δω (k + 1) + θ d)] = 0.5N (k) + 0.5A d Δω [cos (Δωk + θ) -sin (Δωk + θ)] (28) the above equation, k → ∞ In this case, it is necessary that Δω → 0.
To achieve this goal, from equation (28), a frequency correction law is defined as follows.

【0061】 ω(k+1)=ω(k)−μ3(k+1)N(k) (29) ただし、 μ3(k+1)=μ3(k)sgnN(k−1)2−N(k)2) μ3(0)>0 (30) すなわち、出力N(k+1)を利用して、周波数の修正
を行う。このとき、μ3(0)は後述するある範囲の数
である。その条件は後で導く。推定した周波数は真値に
次第に近づき、外乱出力を抑制し、漸近安定性が保証さ
れることになる。
Ω (k + 1) = ω (k) −μ 3 (k + 1) N (k) (29) where μ 3 (k + 1) = μ 3 (k) sgnN (k−1) 2 −N (k) 2 ) μ 3 (0)> 0 (30) That is, the frequency is corrected using the output N (k + 1). At this time, μ 3 (0) is a number in a certain range described later. That condition will be introduced later. The estimated frequency gradually approaches the true value, the disturbance output is suppressed, and asymptotic stability is guaranteed.

【0062】3.複数の周期性外乱の適応周波数トラッ
キング法 M個の外乱周波数推定値を修正する場合は一つのシステ
ムの中で、NiとNj(j≠i;i,j≦M)の間に干渉
が生じることがあるので、確実に修正係数を調整する必
要がある。この場合は、式(20)と式(29)は次の
ようになる。 αj(k+1)=αj(k)−μj1(k+1)n1j(k) βj(k+1)=βj(k)−μj2(k+1)n2j(k) ωj(k+1)=ωj(k)−μj3(k+1)Nj(k) (31) ただし、 μj1(k+1)=μj1(k)sgn(n1j(k−1)2−n1j(k)2) μj2(k+1)=μj2(k)sgn(n2j(k−1)2−n2j(k)2) μj3(k+1)=μ3j(k)sgn(Nj(k−1)2−Nj(k)2) (32) この方法を用いたシュミレーションにより、単一の外乱
周波数ばかりでなく、式(10)のノイズを有する複数
の調和信号からなる外乱を有効に抑制できることが確認
された。
3. When modifying an adaptive frequency tracking method the M disturbance frequency estimates of a plurality of periodic disturbance in a single system, N i and N j (j ≠ i; i , j ≦ M) is interference between the Therefore, it is necessary to adjust the correction coefficient without fail. In this case, equations (20) and (29) are as follows. α j (k + 1) = α j (k) −μ j1 (k + 1) n1 j (k) β j (k + 1) = β j (k) −μ j2 (k + 1) n2 j (k) ω j (k + 1) = ω j (k) −μ j3 (k + 1) N j (k) (31) where μ j1 (k + 1) = μ j1 (k) sgn (n1 j (k−1) 2 −n1 j (k) 2 ) μ j2 (k + 1) = μ j2 (k) sgn (n2 j (k−1) 2 −n2 j (k) 2 ) μ j3 (k + 1) = μ 3j (k) sgn (N j (k−1) 2 −N j (k) 2 ) (32) It has been confirmed that the simulation using this method can effectively suppress not only a single disturbance frequency but also a disturbance composed of a plurality of harmonic signals having noise of Expression (10). Was done.

【0063】4.外乱の適応抑制アルゴリズムと適応周
波数トラッキング法の安定性の証明 本節では、リアプノフの安定理論に基づく大域的安定定
理を用いて式(20)から式(23)の適応抑制アルゴ
リズムの修正則と本研究で提案した適応周波数トラッキ
ング法すなわち周波数の適応修正則の漸近安定性を証明
する。
4. Proof of stability of adaptive suppression algorithm of adaptive disturbance and adaptive frequency tracking method In this section, we use the global stability theorem based on Lyapunov's stability theory to modify the adaptive suppression algorithm of equations (20) to (23) and study this study. We prove the asymptotic stability of the proposed adaptive frequency tracking method, that is, the adaptive frequency correction law.

【0064】4・1 外乱の適応抑制アルゴリズムの漸
近安定性の証明 前に述べたように式(20)はΔω=0の場合は位相θ
に依存しないα,βの修正則である。N(k+1)=n
1(k+1)+n2(k+1)とすると、式(21)と
式(22)から、 N(k+1)=N(k)−0.5A{[μ2(k+1)n2(k) +μ1(k+1)n1(k)](cosθ+sinθ)} (33) となる。μ(k+1)N(k)=μ2(k+1)n2
(k)+μ1(k+1)n1(k)と定義すると、μ
(k+1)は次のように示すことができる。 μ(k+1)=(μ2(k+1)n2(k) +μ1(k+1)n1(k))/N(k) (34) なお、|μ2(k+1)|≦|μ1(k+1)|=|μ1
(0)|=|μ(0)|と仮定すると、式(34)は次
のように書ける。 |μ(k+1)|=|μ2(k+1)n2(k)+μ1(k+1)n1(k)| /|N(k)| ≦|μ2(k+1)n2(k)|+|μ1(k+1)n1(k)| /|N(k)| ≦|μ(0)|(|n2(k)|+|n1(k)|) /|N(k)| ≦|μ(0)| (35) また、式(33)は次のように書ける。 N(k+1)=N(k)−0.5A[(μ(k+1)N(k)(cosθ +sinθ) (36) リアプノフ関数の候補をV(k)=N(k)2とする。
リアプノフ漸近安定定理から、システムの漸近安定条件
はV(k+1)−V(k)<0である。式(36)の両
辺を二乗すると、 V(k+1)−V(k)=N(k+1)2−N(k)2 =−2×0.5A[μ(k+1)N(k)2(cosθ+sinθ)] +[0.5Aμ(k+1)N(k)(cosθ+sinθ)]2 ≦[−√2Aμ(k+1)+(0.5√2Aμ(k+1))2]N(k)2 (37) η=0.5√2Aη(k+1)とすると、V(k+1)
−V(k)<0の必要十分条件は0<η <2である。
よって、|μ(k+1)|<2√2/Aとなる。式(3
7)から、μ1(k+1),μ2(k+1)の初期値μ
(0)を次の領域に設定すれば、適応アルゴリズムの漸
近安定性が保証される。すなわち、 |μ(0)|<2√2/A (38) となる。シュミレーション結果からも|μ(0)|<
2.83/A以内で設定すれば適応抑制系の漸近安定性
が確実に保証されることが分かった。これは式(38)
にも合致する。
4.1 Demonstration of Asymptotic Stability of Disturbance Adaptive Suppression Algorithm As described above, equation (20) indicates that when Δω = 0, the phase θ
This is a correction rule for α and β that does not depend on. N (k + 1) = n
Assuming that 1 (k + 1) + n2 (k + 1), from equation (21) and equation (22), N (k + 1) = N (k) −0.5A {[μ 2 (k + 1) n2 (k) + μ 1 (k + 1) ) N1 (k)] (cos θ + sin θ)} (33) μ (k + 1) N (k) = μ 2 (k + 1) n2
If defined as (k) + μ 1 (k + 1) n1 (k), μ
(K + 1) can be expressed as follows. μ (k + 1) = (μ 2 (k + 1) n2 (k) + μ 1 (k + 1) n1 (k)) / N (k) (34) where | μ 2 (k + 1) | ≦ | μ 1 (k + 1) | = | Μ 1
Assuming that (0) | = | μ (0) |, equation (34) can be written as follows. | Μ (k + 1) | = | μ 2 (k + 1) n2 (k) + μ 1 (k + 1) n1 (k) | / | N (k) | ≦ | μ 2 (k + 1) n2 (k) | + | μ 1 (K + 1) n1 (k) | / | N (k) | ≦ | μ (0) | (| n2 (k) | + | n1 (k) |) / | N (k) | ≦ | μ (0) | (35) Equation (33) can be written as follows. N (k + 1) = N (k) −0.5 A [(μ (k + 1) N (k) (cos θ + sin θ) (36) Let the candidate of the Lyapunov function be V (k) = N (k) 2 .
From the Lyapunov asymptotic stability theorem, the asymptotic stability condition of the system is V (k + 1) -V (k) <0. When both sides of the equation (36) are squared, V (k + 1) −V (k) = N (k + 1) 2 −N (k) 2 = −2 × 0.5 A [μ (k + 1) N (k) 2 (cos θ + sin θ) )] + [0.5Aμ (k + 1) N (k) (cos θ + sin θ)] 2 ≦ [−√2Aμ (k + 1) + (0.5√2Aμ (k + 1)) 2 ] N (k) 2 (37) η = If 0.5√2Aη (k + 1), V (k + 1)
The necessary and sufficient condition for −V (k) <0 is 0 <η <2.
Therefore, | μ (k + 1) | <2√2 / A. Equation (3
7), the initial value μ of μ 1 (k + 1) and μ 2 (k + 1)
If (0) is set in the next region, the asymptotic stability of the adaptive algorithm is guaranteed. That is, | μ (0) | <2√2 / A (38). From the simulation results, | μ (0) | <
It has been found that the asymptotic stability of the adaptive suppression system is reliably guaranteed if the setting is made within 2.83 / A. This is given by equation (38)
Also matches.

【0065】次にΔω≠0の場合について、漸近安定性
を考察する。この場合、式(25)、(26)を用い
て、次式を定義する。 N’(k+1)=n1(k+1)+n2(k+1)+Θ =N(k+1)+Θ (39) ただし Θ=0.5Ad[sin(Δωk+θd)−cos(Δωk+θd)] +Δω[cos(Δω+θd)+sin(Δωk+θd)] (40) ここで、リアプノフ関数の候補をV(k)=N’(k)
2 とすると、式(37)は次のようになる。 V(k+1)−V(k)=N’(k+1)2−N’(k)2 =N(k+1)2−N(k)2+2ΔN(k+1)Θ (41) 式(40)のΔωは一定であるため、上式のΘは|Θ|
≦√2[0.5Ad+Δω]の範囲に存在することにな
る。すなわち、Θは有界となる。さらにN(k+1)は
上述の証明結果によってμ1(k+1),μ2(k+1)
の初期値μ(0)が、式(38)を満たせば、適応抑制
アルゴリズムの漸近安定性が保証される。つまり、k→
∞の時、ΔN(k+1)→0となることから、N’(k
+1)の漸近安定性も保証されることが分かる。4・2
適応周波数トラッキング法の漸近安定性の証明式(1
8)によって、 n1(k+1)=0.5A[α(k+1)cosθ−β(k+1)sinθ] +0.5Ad[sin(Δω(k+1)+θd)] =0.5n1(k)+0.5AdΔωcos(Δωk+θd) (42) 同様に式(19)によって、 n2(k+1)=0.5n2(k)−0.5AdΔωsin(Δωk+θd) (43) このとき、N(k+1)=n1(k+1)+n2(k+
1)は式(42),式(43)より次式となる。 N(k+1)=0.5N(k)+0.5AdΔω[cos(Δωk+θd) −sin(Δωk+θd)] (44) 上式はN(k+1)≠0の場合には非線形である。リア
プノフ関数の候補をV(k)=N(k)2 とし、ΔN
(k+1)=N(k+1)−N(k)と定義すると、 V(k+1)−V(k)=N(k+1)2−N(k)2 =2ΔN(k+1)N(k)+ΔN(k+1)2 (45) となる。
Next, asymptotic stability will be considered for the case where Δω ≠ 0. In this case, the following equation is defined using equations (25) and (26). N ′ (k + 1) = n1 (k + 1) + n2 (k + 1) + Θ = N (k + 1) + Θ (39) where Θ = 0.5A d [sin (Δωk + θ d ) −cos (Δωk + θ d )] + Δω [cos (Δω + θ d) ) + Sin (Δωk + θ d )] (40) Here, the candidate of the Lyapunov function is V (k) = N ′ (k)
Assuming 2 , equation (37) becomes as follows. V (k + 1) −V (k) = N ′ (k + 1) 2 −N ′ (k) 2 = N (k + 1) 2 −N (k) 2 + 2ΔN (k + 1) Θ (41) Δω in equation (40) is Since it is constant, Θ in the above equation is | Θ |
≦ √2 [0.5A d + Δω]. That is, Θ is bounded. Further, N (k + 1) is μ 1 (k + 1), μ 2 (k + 1) according to the above proof result.
If the initial value μ (0) of satisfies Expression (38), the asymptotic stability of the adaptive suppression algorithm is guaranteed. That is, k →
In the case of ∞, since ΔN (k + 1) → 0, N ′ (k
It can be seen that the asymptotic stability of +1) is also guaranteed. 4.2
Proof of asymptotic stability of adaptive frequency tracking method (1
8), n1 (k + 1) = 0.5A [α (k + 1) cos θ−β (k + 1) sin θ] + 0.5A d [sin (Δω (k + 1) + θ d )] = 0.5n1 (k) + 0.5A by d Δωcos (Δωk + θ d) (42) Similarly equation (19), n2 (k + 1) = 0.5n2 (k) -0.5A d Δωsin (Δωk + θ d) (43) in this case, N (k + 1) = n1 (K + 1) + n2 (k +
1) becomes the following equation from the equations (42) and (43). N (k + 1) = 0.5N (k) + 0.5A d Δω [cos (Δωk + θ d ) −sin (Δωk + θ d )] (44) The above equation is nonlinear when N (k + 1) ≠ 0. Let V (k) = N (k) 2 as a candidate of the Lyapunov function, and ΔN
If (k + 1) = N (k + 1) -N (k), then V (k + 1) -V (k) = N (k + 1) 2- N (k) 2 = 2ΔN (k + 1) N (k) + ΔN (k + 1) 2 ) (45).

【0066】上式の右辺が0より小さい場合は制御系は
安定になる。式(45)を展開すると、 ν(k+λ)−ν(k)=2[−0.5N(k)+0.5AdΔω(cos(Δωk+θd) −sin(Δωk+θd)]N(k)+[−0.5N(k) +0.5AdΔω(cos(Δωk+θd)−sin(Δωk+θd))]2 =−0.75N(k)2+0.5N(k)ΔωAd[cos(Δωk+θd)] −sin(Δωk+θd)]+0.25Ad 2Δω2[cos(Δωk+θd) −sin(Δωk+θd)]2 (46) 式(29)から、△ω=ω(k+1)−ω(k)=μ
3(k+1)N(k)となり、これを上式に代入すると、ν(k
+1)−ν(k) =−N(k)2+N(k)2[Adμ3(k+1)[(cos(Δωk+θd) −sin(Δωk+θd))−1]2 ( 47) また、−√2≦cos(Δωk+θd)−sin(Δωk+
θd)≦√2によって、 ν(k+1)−ν(k)≦−N(k)2+0.25N(k)2[√2Ad|[μ3(k+1)|]+1]2 (48 ) したがって、0<[μ3(k+1)]<1/(√2Ad)のとき、
即ち、μ3の初期値は 0<μ3(0)<1/(√2Ad) (49) という条件を満たすと、ν(k+1)−ν(k)<0となる。シ
ミュレーションからこの範囲で適当なμ3の初期値を選
んで周波数を真値に近づけると、制御システムは漸近安
定となることが分かった。 −付録− 観測ノイズを考虚した場合の漸近安定性の証明に関する
補題式(18)と(19)は観測ノイズを無視した場合
のフィルタ出カ信号を表しているが、ここでは、観測ノ
イズを考慮した場合について、適応抑制アルゴリズムの
漸近安定性と周波数トラッキング法の漸近安定性を考察
する。この場合、フィルタ出力信号をN(t)と定義
し、離散時間系の表現を用いると、式(l0)、(3
3)、(44)を考慮して、次式を得る。
When the right side of the above equation is smaller than 0, the control system becomes stable. Expanding equation (45), ν (k + λ) −ν (k) = 2 [−0.5N (k) + 0.5A d Δω (cos (Δωk + θ d ) −sin (Δωk + θ d )] N (k) + [− 0.5N (k) + 0.5A d Δω (cos (Δωk + θ d ) −sin (Δωk + θ d ))] 2 = −0.75N (k) 2 + 0.5N (k) ΔωA d [cos (Δωk + θ d ) ] -sin from (Δωk + θ d)] + 0.25A d 2 Δω 2 [cos (Δωk + θ d) -sin (Δωk + θd)] 2 (46) equation (29), △ ω = ω (k + 1) -ω (k) = μ
3 (k + 1) N (k), which is substituted into the above equation, ν (k
+1) −ν (k) = − N (k) 2 + N (k) 2 [A d μ 3 (k + 1) [(cos (Δωk + θ d ) −sin (Δωk + θ d )) − 1] 2 (47) , −√2 ≦ cos (Δωk + θ d ) −sin (Δωk +
θ d ) ≦ √2, ν (k + 1) −ν (k) ≦ −N (k) 2 + 0.25N (k) 2 [√2A d | [μ 3 (k + 1) |] +1] 2 (48) Therefore, when 0 <[μ 3 (k + 1)] <1 / (√2A d ),
That is, the condition that the initial value of mu 3 is 0 <μ 3 (0) < 1 / (√2A d) (49), the ν (k + 1) -ν ( k) <0. Simulations have shown that the control system becomes asymptotically stable when the appropriate initial value of μ 3 is selected within this range and the frequency approaches the true value. −Appendix− Lemma Equations (18) and (19) regarding the proof of asymptotic stability when the observation noise is imagined represent the filter output signal when the observation noise is ignored. We consider the asymptotic stability of the adaptive suppression algorithm and the asymptotic stability of the frequency tracking method. In this case, when the filter output signal is defined as N (t) and the expression of the discrete time system is used, Expressions (10) and (3)
The following equation is obtained in consideration of 3) and (44).

【0067】 N(k+1)=N(k+1)+Nd (50) この場合、式(37)、(45)はν(k)=(k)=N
(k)2として、次のように書き直せる。 ν(k+1)−ν(k)=N(k+1)2−N(k)2 =N(k+1)2−N(k)2+2ΔN(k+1)Nd (51) 4.1の証明によって、式(20)の適応修正係数の初
期値μ(0)が[μ(0)]<2√2/A)の範囲で設定されれ
ば、適応抑制アルゴリズムの漸近安定性が保証される。
この場合、N(k+1)2−N(k)2<0であることが証明され
るので、k→∞の時、ΔN(k+1)→0となることは
明らかである。また、4.2の証明によつて、式(2
9)の周波数の修正係数の初期値 μ3(0)が0<μ3(0)
<1/(√2Ad)の範囲で設定されれば、このアルゴ
リズムの漸近安定性が保証される。この場合、N(k+
1)2一N(k)2<0であることが証明されるので、k
→∞の時、ΔN(k+1)→0となることは明らかであ
る。
N (k + 1) = N (k + 1) + N d (50) In this case, Expressions (37) and (45) are given by ν (k) = (k) = N
(K) Rewritten as 2 as follows. ν (k + 1) −ν (k) = N (k + 1) 2 −N (k) 2 = N (k + 1) 2 −N (k) 2 + 2ΔN (k + 1) N d (51) According to the proof of 4.1, the initial value μ (0) of the adaptive correction coefficient of Expression (20) is [μ (0 )] <2√2 / A), the asymptotic stability of the adaptive suppression algorithm is guaranteed.
In this case, since it is proved that N (k + 1) 2 −N (k) 2 <0, it is clear that ΔN (k + 1) → 0 when k → ∞. Also, according to the proof of 4.2, the expression (2)
9) The initial value μ 3 (0) of the frequency correction coefficient is 0 <μ 3 (0)
If set in the range of <1 / (√2A d ), the asymptotic stability of this algorithm is guaranteed. In this case, N (k +
Since 1) 2 one N (k) 2 that <0 evidenced, k
At the time of ∞, it is clear that ΔN (k + 1) → 0.

【0068】なお、式(10)の観測ノイズを定義した
が、定常状態で観測ノイズのレベルが変動しないと仮定
すると、Ndは次式の最大値を有することが明らかであ
る。
Note that, although the observation noise of the equation (10) is defined, assuming that the level of the observation noise does not fluctuate in a steady state, it is apparent that Nd has the maximum value of the following equation.

【0069】 [Nd]<Hmax (52) すなわち、Ndが有界であるため、フーリエ係数の修正
則の係数 μ(0)が式(38)を満たせれば、観測ノイ
ズを考慮した場合にも適応抑制アルゴリズムの漸近安定
性が保証される。同じように、μ3(0)が式(49)を
満たせれば、適応周波数トラッキング法の漸近安定性も
保証されることがわかる。 公知文献1(Tsao.T.C.and Qian.
Y.X.) An adaptive repetive cont
rol scheme for trakingperiod
signals with unknown period、Proe.
Amer.contr.conf.(1993)、17
36〜1740、San Francisco、CA 公知文献2(範、野波) 複数の周期的騒音に対するアクティブノイズコントロー
ル.機論、C編64−622、(1998)、977−
984
[N d ] <Hmax (52) That is, since N d is bounded, if the coefficient μ (0) of the Fourier coefficient modification rule satisfies Expression (38), the case where observation noise is considered This also guarantees the asymptotic stability of the adaptive suppression algorithm. Similarly, if μ3 (0) satisfies Expression (49), it can be seen that the asymptotic stability of the adaptive frequency tracking method is also guaranteed. Known Document 1 (Tsao. TC and Qian.
Y. X. ) An adaptive repetitive cont
lol scheme for tradingperiod
signals with unknown period, Proe.
Amer. contr. conf. (1993), 17
36-1740, San Francisco, CA Known Document 2 (Normal, Wild Wave) Active noise control for a plurality of periodic noises. Theory, C, 64-622, (1998), 977-
984

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明に係わる電磁吸引式能動型磁気軸
受け及びその制御方式及びその設計方法によれば、未知
振動周波数の推定精度の向上を図りかつ複数の振動周波
数に対しても振動抑制を実現できる。
According to the active magnetic bearing of the present invention, its control method and its design method, the accuracy of estimating unknown vibration frequencies can be improved and vibration can be suppressed even for a plurality of vibration frequencies. realizable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係わる電磁吸引式能動型磁気軸受け
の縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic attraction type active magnetic bearing according to the present invention.

【図2】 本発明に係わる電磁吸引式能動型磁気軸受け
の制御方式のブロックダイアグラム図である。
FIG. 2 is a block diagram of a control method of an electromagnetic attraction type active magnetic bearing according to the present invention.

【図3】 回転数が4368rpmのときの回転体の振
動状態の説明図であって、(a)は従来のフィードバッ
ク制御方式によるラジアル軸受け4のリサージュ波形を
示し、(b)は従来のフィードバック制御方式によるラ
ジアル軸受け3のリサージュ波形を示し、(c)は本発
明のフィードフォワード制御方式によるラジアル軸受け
4のリサージュ波形を示し、(d)は本発明のフィード
フォワード制御方式によるラジアル軸受け3のリサージ
ュ波形を示す。
3A and 3B are explanatory diagrams of a vibration state of a rotating body when a rotation speed is 4368 rpm, where FIG. 3A shows a Lissajous waveform of the radial bearing 4 according to a conventional feedback control method, and FIG. 3C shows a Lissajous waveform of the radial bearing 3 according to the feedforward control method of the present invention, and FIG. 4D shows a Lissajous waveform of the radial bearing 3 according to the feedforward control method of the present invention. Is shown.

【図4】 回転数が12052rpmのときの回転体の
振動状態の説明図であって、(a)は従来のフィードバ
ック制御方式によるラジアル軸受け4のリサージュ波形
を示し、(b)は従来のフィードバック制御方式による
ラジアル軸受け3のリサージュ波形を示し、(c)は本
発明のフィードフォワード制御方式によるラジアル軸受
け4のリサージュ波形を示し、(d)は本発明のフィー
ドフォワード制御方式によるラジアル軸受け3のリサー
ジュ波形を示す。
4A and 4B are explanatory diagrams of a vibration state of a rotating body when a rotation speed is 12052 rpm, where FIG. 4A shows a Lissajous waveform of the radial bearing 4 according to a conventional feedback control method, and FIG. 3C shows a Lissajous waveform of the radial bearing 3 according to the feedforward control method of the present invention, and FIG. 4D shows a Lissajous waveform of the radial bearing 3 according to the feedforward control method of the present invention. Is shown.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3、4 ラジアル型磁気軸受け(軸受け制御部) 5 円柱状回転体 3, 4 Radial magnetic bearing (bearing control unit) 5 Cylindrical rotating body

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上山 拓知 大阪府大阪市中央区南船場3丁目5番8号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 樋笠 博正 香川県高松市屋島西町2109番地8 株式会 社四国総合研究所内 Fターム(参考) 3J102 AA01 BA03 BA19 CA02 DA02 DA03 DA09 DB05 DB10 DB37 GA06 5H607 AA04 BB01 BB06 BB14 CC01 CC05 CC07 DD01 DD08 FF07 GG01 GG02 GG08 GG20 GG23 HH01 HH03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takuchi Ueyama 3-5-8 Minamisenba, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Inside of Koyo Seiko Co., Ltd. Company Shikoku Research Institute F term (reference) 3J102 AA01 BA03 BA19 CA02 DA02 DA03 DA09 DB05 DB10 DB37 GA06 5H607 AA04 BB01 BB06 BB14 CC01 CC05 CC07 DD01 DD08 FF07 GG01 GG02 GG08 GG20 GG23 HH01 HH03

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非接触の浮上体としての回転体の不釣り
合い励振力に起因して前記回転体の回転中に回転数が変
化すると共に周波数が変動してかつ現れたり消滅したり
する回転同期振動と回転非同期振動としての周期性外乱
を適応抑制するために、制御入力としてのフーリエ係数
を適応修正して、前記フーリエ係数から軸受け電磁吸引
力制御のためのフィードフォワード制御信号を生成し、
かつ、観測ノイズのために周期性外乱の周波数推定誤差
が存在する場合には、周波数推定修正則によって周波数
を修正して前記フーリエ係数を適応修正して、前記フィ
ードフォワード制御信号を軸受け制御部に入力して前記
回転体の回転中に生じる回転同期振動と回転非同期振動
とを抑制することを特徴とする電磁吸引式能動型磁気軸
受け。
1. A rotation synchronization in which the frequency of rotation changes and the frequency fluctuates and appears or disappears during rotation of the rotating body due to an unbalanced excitation force of the rotating body as a non-contact floating body. In order to adaptively suppress the periodic disturbance as vibration and rotation asynchronous vibration, adaptively correct the Fourier coefficient as a control input, generate a feedforward control signal for bearing electromagnetic attraction force control from the Fourier coefficient,
And, when there is a frequency estimation error of the periodic disturbance due to observation noise, the frequency is corrected by the frequency estimation correction rule to adaptively correct the Fourier coefficient, and the feedforward control signal is transmitted to the bearing control unit. An active magnetic bearing of an electromagnetic attraction type, wherein a rotationally synchronous vibration and a rotationally asynchronous vibration which occur during rotation of the rotating body upon input are suppressed.
【請求項2】 非接触の浮上体としての回転体の不釣り
合い励振力に起因して前記回転体の回転中に回転数が変
化すると共に周波数が変動してかつ現れたり消滅したり
する回転同期振動と回転非同期振動としての周期性外乱
を適応抑制するために、制御入力としてのフーリエ係数
を適応修正して、前記フーリエ係数から軸受け電磁吸引
力制御のためのフィードフォワード制御信号を生成し、
かつ、観測ノイズのために周期性外乱の周波数推定誤差
が存在する場合には、周波数推定修正則によって周波数
を修正して前記フーリエ係数を適応修正して、前記フィ
ードフォワード制御信号を軸受け制御部に入力して前記
回転体の回転中に生じる回転同期振動と回転非同期振動
とを抑制することを特徴とする電磁吸引式能動型磁気軸
受けの制御方法。
2. A rotation synchronization in which the rotation speed changes and the frequency fluctuates during rotation of the rotating body due to an unbalanced excitation force of the rotating body as a non-contact floating body, and appears and disappears. In order to adaptively suppress the periodic disturbance as vibration and rotation asynchronous vibration, adaptively correct the Fourier coefficient as a control input, generate a feedforward control signal for bearing electromagnetic attraction force control from the Fourier coefficient,
And, when there is a frequency estimation error of the periodic disturbance due to observation noise, the frequency is corrected by the frequency estimation correction rule to adaptively correct the Fourier coefficient, and the feedforward control signal is transmitted to the bearing control unit. A method for controlling an active magnetic bearing of an electromagnetic attraction type, characterized by suppressing rotation synchronous vibration and rotational non-synchronous vibration generated during rotation of the rotating body upon input.
【請求項3】 フィードバック制御信号を併用して前記
回転体の振動を抑制することを特徴とする請求項2に記
載の電磁吸引式能動型磁気軸受けの制御方法。
3. The method according to claim 2, wherein the vibration of the rotating body is suppressed by using a feedback control signal together.
【請求項4】 請求項1に記載の電磁吸引式能動型磁気
軸受け又は請求項2に記載の電磁吸引式能動型磁気軸受
けの制御方法を用いて前記回転体を設計することを特徴
とする回転体の設計方法。
4. The rotating body is designed by using the electromagnetic attraction type active magnetic bearing according to claim 1 or the electromagnetic attraction type active magnetic bearing control method according to claim 2. How to design the body.
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