主动磁轴承系统建模与准谐振自抗扰振动抑制 被引量：3

1

作者 孙建忠 宋伟皓 +2 位作者 范鹏昊 陈昕航 王昊辰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期227-236,287,共11页

为了建立更准确的磁轴承数学模型,优化其控制性能,对磁轴承的电磁力非线性特性和系统固有干扰源进行了分析,通过转子动力学分析建立了含干扰源的主动磁轴承径向耦合系统模型。为抑制系统的振动,提出了一种磁轴承准谐振自抗扰振动抑制方... 为了建立更准确的磁轴承数学模型,优化其控制性能,对磁轴承的电磁力非线性特性和系统固有干扰源进行了分析,通过转子动力学分析建立了含干扰源的主动磁轴承径向耦合系统模型。为抑制系统的振动,提出了一种磁轴承准谐振自抗扰振动抑制方法。通过扩张状态观测器实现系统解耦,简化控制流程,提升系统抗干扰能力;在此基础上,并入准谐振控制器对正弦周期性振动进行抑制。与传统方法相比,该方法控制结构简单,所需整定参数较少。仿真与试验结果表明,所提方法可以有效降低转子位移振动幅值,系统内常见的1、3、5倍频周期性振动得到显著抑制,具有良好的振动抑制效果。 展开更多

关键词 主动磁轴承(amb) 转子动力学分析 振动抑制 扩张状态观测器 准谐振控制器

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主动磁悬浮轴承–柔性转子的研究和发展综述 被引量：20

2

作者 刘程子 湛江 +1 位作者 杨艳 刘泽远 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第14期4602-4614,共13页

随着磁轴承技术的发展,转子转速越来越高,随之而来的稳定性问题日益突出。磁悬浮轴承柔性转子动力学研究成为目前专家学者的研究重点。该文综述磁悬浮轴承–柔性转子的稳定控制理论及过程,包括分析方法及优化方法,同频振动、倍频振动,... 随着磁轴承技术的发展,转子转速越来越高,随之而来的稳定性问题日益突出。磁悬浮轴承柔性转子动力学研究成为目前专家学者的研究重点。该文综述磁悬浮轴承–柔性转子的稳定控制理论及过程,包括分析方法及优化方法,同频振动、倍频振动,并提出磁悬浮轴承–柔性转子动力学研究的发展趋势和关键问题,为磁悬浮轴承–柔性转子动力学研究提供参考。 展开更多

关键词 磁轴承–柔性转子 研究现状 主动振动控制 动平衡 发展趋势

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主动磁悬浮轴承支承旋转机械的减振性能研究 被引量：6

3

作者 郭垒磊 李悦 于溯源 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期617-622,共6页

针对旋转机械的振动噪声问题,在对轴承工作特性及系统振动传递特性进行理论分析的基础上,提出了采用新型主动磁悬浮轴承取代传统机械轴承以实现整机减振降噪的设想。以某工程试验样机为研究对象,利用有限元软件考察了轴承的刚度变化对... 针对旋转机械的振动噪声问题,在对轴承工作特性及系统振动传递特性进行理论分析的基础上,提出了采用新型主动磁悬浮轴承取代传统机械轴承以实现整机减振降噪的设想。以某工程试验样机为研究对象,利用有限元软件考察了轴承的刚度变化对该样机轴承座机脚振动不平衡响应的影响,进而开展了专门的振动对比实验来对主动磁悬浮轴承的减振性能进行实际评估。结果表明:减小轴承刚度的思路对于降低旋转机械的机脚振动确实可行;相比于机械轴承,采用主动磁悬浮轴承支承对于减小整机振动水平具有显著实际效果。相关结论可为拓展主动磁悬浮轴承技术的应用领域和场合提供重要思路及数据支持,同时也为其今后的工程化实用奠定研究基础。 展开更多

关键词 主动磁悬浮轴承(amb) 旋转机械 减振 机脚振动 加速度阻抗 轴承刚度

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电磁轴承-柔性转子系统多目标加权的主动振动控制 被引量：3

4

作者 蒋科坚 祝长生 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1946-1951,2017,共7页

为了避免影响系数法求解出一个过大的校正力计算结果,解决由此造成的电磁力饱和以及转子悬浮失稳问题,拓展基于最小二乘法的影响系数法,提出多目标价值函数混合加权的柔性转子振动主动控制方法.利用多个目标价值函数的加权设计,不仅实... 为了避免影响系数法求解出一个过大的校正力计算结果,解决由此造成的电磁力饱和以及转子悬浮失稳问题,拓展基于最小二乘法的影响系数法,提出多目标价值函数混合加权的柔性转子振动主动控制方法.利用多个目标价值函数的加权设计,不仅实现了多个节点振动之间按权值实现振动抑制,而且能够在不同量纲的振动幅值和所需电磁力之间实现权衡.算例仿真表明,提出的控制方法可以在实现转子振动控制的同时,顾及到电磁轴承(AMB)电磁力的能力极限.在转子振动能够控制在允许的范围内,适当减小对电磁力的需求,降低对电磁轴承的功率要求. 展开更多

关键词 柔性转子 电磁轴承(amb) 影响系数法 主动振动控制

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主动磁悬浮轴承磁饱和研究 被引量：5

5

作者 王东雄 王念先 +2 位作者 陈奎生 喻育军 陈克应 《轴承》 北大核心 2017年第2期12-18,共7页

采用等效磁路法对主动磁悬浮轴承进行了建模,结合有限元软件分析了磁路法在忽略轴承漏磁及磁饱和现象时导致的轴承承载力误差,并重点对磁饱和现象进行了研究。采用有限元软件获取了主动磁悬浮轴承结构参数改变时磁饱和的变化规律,在此... 采用等效磁路法对主动磁悬浮轴承进行了建模,结合有限元软件分析了磁路法在忽略轴承漏磁及磁饱和现象时导致的轴承承载力误差,并重点对磁饱和现象进行了研究。采用有限元软件获取了主动磁悬浮轴承结构参数改变时磁饱和的变化规律,在此基础上从饱和控制电流的角度出发,对磁饱和进行了定量描述,对磁饱和程度进行评估,并将表征饱和程度的拟合表达式与有限元仿真计算结果进行了对比,证明该表达式的计算精度较高。 展开更多

关键词 主动磁悬浮轴承 磁饱和 饱和控制电流 有限元法

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有限元法计算偏心对径向磁轴承参数的影响 被引量：3

6

作者 韩邦成 吴一辉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期187-189,共3页

分别利用磁轴承的线性化模型和非线性有限元法 (FEM)计算转子偏心时对磁力、电流刚度和位置刚度的影响,并通过算例进行了比较. 结果表明,线性化模型不能完全预测主动磁轴承当转子偏心时的性能,而非线性FEM可以有效的解决这个问题,计算... 分别利用磁轴承的线性化模型和非线性有限元法 (FEM)计算转子偏心时对磁力、电流刚度和位置刚度的影响,并通过算例进行了比较. 结果表明,线性化模型不能完全预测主动磁轴承当转子偏心时的性能,而非线性FEM可以有效的解决这个问题,计算结果与实际情况更接近,从而为分析和设计主动磁轴承提供有力的依据. 展开更多

关键词 主动磁轴承(amb) 有限元法(FEM) 电流刚度 位置刚度

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主动可控的径向油膜轴承研究综述 被引量：6

7

作者 吴超 杨春燕 +3 位作者 吴溢华 王文 朱茹敏 纪莲清 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期111-113,共3页

综述了常见的主动可控的油膜轴承,提出了基于超磁致伸缩材料的主动可控油膜轴承,并阐述了该轴承的工作原理,并指出可控减振油膜轴承仍需解决的问题及其研究方向。为实现可控减振油膜轴承的工业化应用,应开发适合于油膜轴承膜厚控制的执... 综述了常见的主动可控的油膜轴承,提出了基于超磁致伸缩材料的主动可控油膜轴承,并阐述了该轴承的工作原理,并指出可控减振油膜轴承仍需解决的问题及其研究方向。为实现可控减振油膜轴承的工业化应用,应开发适合于油膜轴承膜厚控制的执行器,建立油膜轴承-转子-执行器的动力学模型,提高可控油膜轴承的稳定性和可靠性,采用基于现代控制理论的各种控制算法,提出可控油膜轴承-转子-执行器系统的数字控制策略。 展开更多

关键词 油膜轴承 主动控制 超磁致伸缩材料

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LMS类算法在磁轴承滤波补偿中的应用分析 被引量：6

8

作者 高辉 徐龙祥 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期9-14,共6页

主动磁悬浮轴承(AMB)系统中存在与转子同频的时变不平衡干扰信号,此信号会影响系统的控制效果。为了滤除这些不平衡信号,通过分析几类最小均方(LMS)误差算法,得出一种相对合适的滤波算法。根据AMB系统中干扰信号的幅值以及频率实时变化... 主动磁悬浮轴承(AMB)系统中存在与转子同频的时变不平衡干扰信号,此信号会影响系统的控制效果。为了滤除这些不平衡信号,通过分析几类最小均方(LMS)误差算法,得出一种相对合适的滤波算法。根据AMB系统中干扰信号的幅值以及频率实时变化情况,对原算法进行了改进,并比较了改进算法与原变步长算法对时变信号的滤波效果。仿真与实验结果显示,改进算法对时变的幅值较小信号具有更好的跟随期望信号能力及收敛能力,为主动磁悬浮轴承系统的实时滤波补偿提供方便。 展开更多

关键词 主动磁悬浮轴承(amb) 频率不等 变步长LMS算法 频率时变性 自适应滤波

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主动控制静压轴承薄膜节流器仿真分析 被引量：4

9

作者 黄继雄 刘裕 李朋 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第2期65-67,72,共4页

介绍了一种基于超磁致伸缩薄膜控制的静压轴承节流器,即在原有薄膜节流器的基础上增加控制环节,用于实现静压轴承的主动控制。利用ANSYS进行了仿真计算,推导出了薄膜在节流器内置磁场作用下的变形规律。利用MATLAB求解雷诺方程得出油腔... 介绍了一种基于超磁致伸缩薄膜控制的静压轴承节流器,即在原有薄膜节流器的基础上增加控制环节,用于实现静压轴承的主动控制。利用ANSYS进行了仿真计算,推导出了薄膜在节流器内置磁场作用下的变形规律。利用MATLAB求解雷诺方程得出油腔压力与节流间隙的数值关系,最终求出磁场强度与静压轴承油腔压力的变化关系。结果表明:超磁致伸缩薄膜控制的节流器在低磁场作用时,能够对油腔压力进行较大范围的主动调节,从而使静压轴承可以获得更高的支撑精度和刚度。 展开更多

关键词 静压轴承 磁致伸缩薄膜 节流器 主动控制

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电磁轴承刚性转子系统前馈解耦控制 被引量：5

10

作者 赵皓宇 祝长生 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1777-1787,共11页

为了消除电磁轴承支撑的刚性转子系统径向各自由度间的耦合,提出电磁轴承刚性转子系统径向四自由度的前馈解耦控制策略;针对解耦后系统存在的不平衡振动,提出基于不平衡量辨识的转子不平衡补偿方法;为了提升解耦和不平衡补偿效果,利用... 为了消除电磁轴承支撑的刚性转子系统径向各自由度间的耦合,提出电磁轴承刚性转子系统径向四自由度的前馈解耦控制策略;针对解耦后系统存在的不平衡振动,提出基于不平衡量辨识的转子不平衡补偿方法;为了提升解耦和不平衡补偿效果,利用最速跟踪微分器来获取前馈解耦控制器及不平衡量辨识器所需的微分信号.仿真及试验结果表明,所设计的前馈解耦控制器可以将电磁轴承刚性转子系统径向原来相互耦合的四自由度系统解耦为4个单自由度系统;利用所设计的不平衡量辨识器辨识出转子不平衡量并对其进行补偿,能够抑制转子系统的不平衡振动;采用最速跟踪微分器,不仅能够削弱测量噪声对解耦效果及不平衡补偿效果的影响,还能够提升控制系统的抗噪能力. 展开更多

关键词 主动振动控制 主动电磁轴承(amb) 前馈解耦控制 最速跟踪微分器 转子不平衡 不平衡量辨识

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GMA可控油膜轴承-转子系统不平衡响应的理论研究 被引量：6

11

作者 吴超 张永宇 +3 位作者 纪莲清 朱茹敏 王文 岑少起 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期47-50,共4页

论述了基于超磁致伸缩驱动器(GMA)的可控油膜轴承的工作原理,建立了该油膜轴承-弹性转子系统的数学模型,模拟了控制相位和增益改变对系统不平衡振动的影响。计算结果表明带有GMA的可控油膜轴承能够减小系统的工频振动和半频涡动,提高系... 论述了基于超磁致伸缩驱动器(GMA)的可控油膜轴承的工作原理,建立了该油膜轴承-弹性转子系统的数学模型,模拟了控制相位和增益改变对系统不平衡振动的影响。计算结果表明带有GMA的可控油膜轴承能够减小系统的工频振动和半频涡动,提高系统的稳定性。控制增益和相位差的改变对系统的工频振动结果影响较大,而且对同一个控制增益,存在一个最佳的相位差,使系统的不平衡振动最小。 展开更多

关键词 转子-轴承系统 不平衡响应 超磁致伸缩驱动器 主动控制

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GMA可控油膜轴承的静态试验研究 被引量：3

12

作者 吴超 崔晓康 +1 位作者 王文 钱力 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期22-26,共5页

介绍了GMA可控油膜轴承试验台的结构和工作原理,在调整好的试验台上,在不同载荷和转速下完成了GMA可控油膜轴承的定心试验。结果表明,通过改变GMA的控制电流或者磁场,该可控油膜轴承能够把不同工况下的转子的静平衡位置调整到同一位置,... 介绍了GMA可控油膜轴承试验台的结构和工作原理,在调整好的试验台上,在不同载荷和转速下完成了GMA可控油膜轴承的定心试验。结果表明,通过改变GMA的控制电流或者磁场,该可控油膜轴承能够把不同工况下的转子的静平衡位置调整到同一位置,证明该轴承具有很高的位置精度和定心精度,克服了传统油膜轴承定心精度差的不足,可用于支承位置精度要求较高的场合。 展开更多

关键词 油膜轴承 超磁致伸缩驱动器 静态试验 主动控制

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基于二阶广义积分–锁频环的磁悬浮转子自适应自动平衡 被引量：7

13

作者 吴海同 周瑾 +1 位作者 张越 韩晓明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期1505-1514,共10页

针对无转速传感器条件下磁悬浮转子系统的振动控制问题,提出一种基于二阶广义积分–锁频环的转速自适应自动平衡算法。首先,基于磁悬浮转子的不平衡动力学模型,分析零电流和零轴承力控制的原理。然后,利用二阶广义积分–锁频环自身的陷... 针对无转速传感器条件下磁悬浮转子系统的振动控制问题,提出一种基于二阶广义积分–锁频环的转速自适应自动平衡算法。首先,基于磁悬浮转子的不平衡动力学模型,分析零电流和零轴承力控制的原理。然后,利用二阶广义积分–锁频环自身的陷波通道和频率估计特性构造自适应零电流控制策略,并进一步设计其相移版本。在此基础上,对引入该算法后闭环系统的稳定性进行分析。最后,通过仿真和实验证明,该算法具有良好的转速自适应跟踪估计能力,并且能有效抑制转子系统向基座传递的振动。 展开更多

关键词 主动磁轴承(amb) 刚性转子 振动控制 锁频环 陷波器 转速估计

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基于四因子变极性控制的磁悬浮高速电机刚性转子同频振动抑制 被引量：7

14

作者 巩磊 祝长生 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期1515-1524,共10页

变极性切换控制(polarity switching control,PSC)可有效降低主动电磁轴承(active magnetic bearing,AMB)高速电机刚性转子系统在刚体平动模态前后的同频不平衡振动,而且通过引入干扰观测器可降低极性切换瞬间对系统产生的冲击。然而,... 变极性切换控制(polarity switching control,PSC)可有效降低主动电磁轴承(active magnetic bearing,AMB)高速电机刚性转子系统在刚体平动模态前后的同频不平衡振动,而且通过引入干扰观测器可降低极性切换瞬间对系统产生的冲击。然而,当刚体锥动模态也存在时,简单PSC已不能保证AMB刚性转子系统在包括刚体平动模态和刚体锥动模态在内的全转速范围的同频不平衡振动抑制,而且系统的稳定性也会发生变化。为了抑制AMB刚性转子系统在全转速范围内的不平衡同频振动,提出一种基于四因子变极性控制(4-factor polarity switching control,4-FPSC)的同频不平衡振动抑制方法。4-FPSC需要调节4个极性因子,采用2次PSC,分别抑制2个刚体模态各自前后的同频不平衡振动,而且切换瞬间不会对系统产生冲击,避免干扰观测器的设计。仿真和实验结果证明基于4-FPSC的同频振动抑制方法能有效地抑制AMB刚性转子系统在包括2个刚体模态在内的全转速范围的同频不平衡振动。 展开更多

关键词 主动电磁轴承(amb) 刚性转子 四因子变极性控制(4-FPSC) 同频不平衡振动 振动抑制

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