为了使支承在电磁轴承(active magnetic bearing,AMB)上的柔性转子系统以较小的振动跨越其2阶弯曲临界转速,首先建立柔性转子的状态空间模型和刚性转子的传递函数模型,得到所需刚性转子模型的参数;然后设计刚性转子模型辅助的线性自抗...为了使支承在电磁轴承(active magnetic bearing,AMB)上的柔性转子系统以较小的振动跨越其2阶弯曲临界转速,首先建立柔性转子的状态空间模型和刚性转子的传递函数模型,得到所需刚性转子模型的参数;然后设计刚性转子模型辅助的线性自抗扰控制器;其次从增益、带宽和内置模型信息等方面分析自抗扰控制器的性能和模型辅助信息的有效性,用特征值轨迹的方法研究多输入多输出(multi-input and multi-output,MIMO)闭环柔性转子系统的稳定性;最后在一个AMB–多盘柔性转子试验台上进行试验研究。结果表明,所设计的刚性转子模型辅助线性自抗扰控制器能有效抑制柔性转子跨越2阶弯曲临界转速区的振动,改善传统自抗扰控制器的低频性能,降低噪声灵敏度。展开更多
特征结构配置法直接建立反馈控制器参数与闭环系统特征结构之间的联系,物理意义明确且适用性强,在飞行器、振动主动控制等对象的控制器设计中得到广泛的应用。针对电磁轴承(active magnetic bearing,AMB)高速电机刚性转子系统,提出一种...特征结构配置法直接建立反馈控制器参数与闭环系统特征结构之间的联系,物理意义明确且适用性强,在飞行器、振动主动控制等对象的控制器设计中得到广泛的应用。针对电磁轴承(active magnetic bearing,AMB)高速电机刚性转子系统,提出一种基于特征结构配置的鲁棒输出反馈控制器的设计方法。首先,引入交叉微分反馈,建立两自由度简化转子模型。然后,给出特征结构配置的具体步骤,并从稳定性和动态性能、偏置电流变化对系统性能的影响、不平衡振动响应以及控制能量这4个角度选择优化目标以设计鲁棒比例微分控制器。最后,进行数值仿真和实验,发现鲁棒输出反馈控制下的AMB转子系统不仅能够在不同偏置电流条件下0.1s内快速起浮,而且在全转速范围内最大振幅不超过0.04mm,远小于转子与保护轴承之间的径向间隙,验证该控制器的有效性。展开更多
为了对电磁轴承(active magnetic bearings,AMBs)–柔性转子系统在多阶弯曲临界转速范围内的同频不平衡振动行有效控制,首先建立AMBs–柔性转子系统的动力学模型,分析线性自抗扰控制器和相位偏移最小均方(least mean square,LMS)算法。...为了对电磁轴承(active magnetic bearings,AMBs)–柔性转子系统在多阶弯曲临界转速范围内的同频不平衡振动行有效控制,首先建立AMBs–柔性转子系统的动力学模型,分析线性自抗扰控制器和相位偏移最小均方(least mean square,LMS)算法。然后,提出一种基于相位偏移LMS的扰动跟踪补偿方法,并将相位偏移LMS算法用在同频扰动的跟踪中,以解决扩展状态观测器不能准确估计高频同频不平衡扰动的问题。接着,从补偿方法、补偿有效性和闭环系统稳定性等方面分析相位偏移LMS的补偿特性。最后,在AMBs–多盘柔性转子系统试验台上进行试验。结果表明,所提出的基于相位偏移LMS扰动补偿策略无需切换极性和相位,就能够有效地抑制柔性转子在跨越系统的刚体平动、刚体锥动、一阶弯曲和二阶弯曲临界转速区的同频不平衡振动,使转子系统在高于二阶弯曲临界转速的转速区稳定工作。展开更多
文摘为了使支承在电磁轴承(active magnetic bearing,AMB)上的柔性转子系统以较小的振动跨越其2阶弯曲临界转速,首先建立柔性转子的状态空间模型和刚性转子的传递函数模型,得到所需刚性转子模型的参数;然后设计刚性转子模型辅助的线性自抗扰控制器;其次从增益、带宽和内置模型信息等方面分析自抗扰控制器的性能和模型辅助信息的有效性,用特征值轨迹的方法研究多输入多输出(multi-input and multi-output,MIMO)闭环柔性转子系统的稳定性;最后在一个AMB–多盘柔性转子试验台上进行试验研究。结果表明,所设计的刚性转子模型辅助线性自抗扰控制器能有效抑制柔性转子跨越2阶弯曲临界转速区的振动,改善传统自抗扰控制器的低频性能,降低噪声灵敏度。
文摘特征结构配置法直接建立反馈控制器参数与闭环系统特征结构之间的联系,物理意义明确且适用性强,在飞行器、振动主动控制等对象的控制器设计中得到广泛的应用。针对电磁轴承(active magnetic bearing,AMB)高速电机刚性转子系统,提出一种基于特征结构配置的鲁棒输出反馈控制器的设计方法。首先,引入交叉微分反馈,建立两自由度简化转子模型。然后,给出特征结构配置的具体步骤,并从稳定性和动态性能、偏置电流变化对系统性能的影响、不平衡振动响应以及控制能量这4个角度选择优化目标以设计鲁棒比例微分控制器。最后,进行数值仿真和实验,发现鲁棒输出反馈控制下的AMB转子系统不仅能够在不同偏置电流条件下0.1s内快速起浮,而且在全转速范围内最大振幅不超过0.04mm,远小于转子与保护轴承之间的径向间隙,验证该控制器的有效性。
文摘为了对电磁轴承(active magnetic bearings,AMBs)–柔性转子系统在多阶弯曲临界转速范围内的同频不平衡振动行有效控制,首先建立AMBs–柔性转子系统的动力学模型,分析线性自抗扰控制器和相位偏移最小均方(least mean square,LMS)算法。然后,提出一种基于相位偏移LMS的扰动跟踪补偿方法,并将相位偏移LMS算法用在同频扰动的跟踪中,以解决扩展状态观测器不能准确估计高频同频不平衡扰动的问题。接着,从补偿方法、补偿有效性和闭环系统稳定性等方面分析相位偏移LMS的补偿特性。最后,在AMBs–多盘柔性转子系统试验台上进行试验。结果表明,所提出的基于相位偏移LMS扰动补偿策略无需切换极性和相位,就能够有效地抑制柔性转子在跨越系统的刚体平动、刚体锥动、一阶弯曲和二阶弯曲临界转速区的同频不平衡振动,使转子系统在高于二阶弯曲临界转速的转速区稳定工作。
