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专利号: 2022100697087
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
更新日期:2025-01-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种变步长LMS自适应滤波器的磁轴承转子振动补偿方法,X、Y方向的参考径向位移* *x,y和对应的实际径向位移作差得到X、Y方向的位移差值dx,dy,磁轴承转子的转速输入到陷波器中产生同频的X方向正弦信号值x1(nT)、余弦信号值x2(nT)和Y方向正弦信号值y1(nT)、余弦信号值y2(nT),.X方向正弦信号值x1(nT)和余弦信号值x2(nT)输入到X方向变步长LMS自适应滤波器中,Y方向正弦信号值y1(nT)和余弦信号值y2(nT)输入到Y方向变步长LMS自适应滤波器中,其特征是还包括以下步骤:步骤1):将当前n时刻的位移差值dx,dy与对应的n‑1时刻的补偿信号值qx(n‑1),qy(n‑1)分别作差,得到n时刻的X、Y方向的误差瞬时值ex(n),ey(n);

步骤2):X方向变步长LMS自适应滤波器基于X方向正弦信号值x1(nT)和余弦信号值x2(nT)计算出X方向的补偿信号值qx(n)=w1(n)x1(nT)+w2(n)x2(nT),同理,Y方向变步长LMS自适应滤波器基于Y方向正弦信号值y1(nT)和余弦信号值y2(nT)计算出Y方向的补偿信号值qy(n),w1(n)和w2(n)为权值系数;

采用类箕舌线函数模型计算出步长因子 基于步长因

子μ(n)自适应调整权值系数w1(n)和w2(n)为:

ex(n‑1)为n‑1时刻的误差瞬时值,E[ex

(n)ex(n‑1)]为ex(n)与ex(n‑1)乘积的期望值;α为形状参数,控制函数的形状;β为幅值参数,控制函数的幅值;γ为收敛速度参数,控制算法收敛速度;w1(n‑1)和w2(n‑1)分别是n‑1时刻的权值系数瞬时值;x1(n‑1)和x2(n‑1)分别是n‑1时刻的X方向正弦信号值和余弦信号值;

采用一阶T‑S模糊推理机,根据X方向误差瞬时值ex(n)和误差变化量dex(n)=ex(n)‑ex(n‑1),分别对幅值参数β和收敛速度参数γ进行调整;

幅值参数β的取值范围应为(0.005,0.5),收敛速度参数γ的取值范围为(0.05,0.4),取形状参数α=4;

‑7 ‑7

当误差瞬时值ex(n)在(1×10 m,1.1×10 m)范围内且误差变化量dex(n)为零或正数‑7 ‑7时,或当误差瞬时值ex(n)在[1.1×10 m,1.3×10 m)范围内且误差变化量dex(n)为负数时,幅值参数β在(0.005,0.05)范围中取值,收敛速度参数γ在(0.05,0.1)范围中取值;当‑7 ‑7误差瞬时值ex(n)在[1.1×10 m,1.3×10 m)范围内且误差变化量dex(n)为零时,幅值参数β在[0.05,0.1)范围中取值,收敛速度参数γ在[0.1,0.2)范围中取值;当误差瞬时值ex(n)‑7 ‑7在[1.1×10 m,1.3×10 m)范围内且误差变化量dex(n)为正时,幅值参数β在[0.1,0.5)范‑7围中取值,收敛速度参数γ在[0.1,0.2)范围中取值;当误差瞬时值ex(n)在[1.3×10 m,2‑7×10 m)范围内且误差变化量dex(n)为正数、零或者负数时,幅值参数β在[0.1,0.5)范围中取值,收敛速度参数γ在[0.2,0.4)范围中取值;

步骤3):X、Y方向变步长LMS自适应滤波器分别处理误差瞬时值ex(n),ey(n),将误差瞬时值ex(n),ey(n)与误差阈值e作比较,当ex(n),ey(n)各自大于或等于e时,将位移差值dx与n时刻X方向的补偿信号值qx(n)作差,获得转子X方向的振动补偿差值,将位移差值dy与n时刻Y方向的补偿信号值qy(n)作差,获得转子Y方向的振动补偿差值。

2.根据权利要求1所述的变步长LMS自适应滤波器的磁轴承转子振动补偿方法,其特征‑7 ‑7是:当误差瞬时值ex(n)在[1.2×10 m,2×10 m)范围内,保持步长因子μ(n)在(0.1~1]范‑7 ‑7围;当误差瞬时值ex(n)在(1×10 m,1.2×10 m)范围内,保持步长因子μ(n)在(0~0.1]范围。

3.根据权利要求1所述的变步长LMS自适应滤波器的磁轴承转子振动补偿方法,其特征是:所述的一阶T‑S模糊推理机由输入层、模糊化层、模糊推理层和输出层组成,将X方向误差瞬时值ex(n)和误差变化量dex(n)作为一阶T‑S模糊推理机的两个输入,两个输入在模糊化层各有3个模糊子集,对应9条模糊规则,每条规则对应一个输出。

4.根据权利要求1所述的变步长LMS自适应滤波器的磁轴承转子振动补偿方法,其特征是:步骤3)中,当ex(n),ey(n)各自小于e时,不进行补偿,将ex(n),ey(n)直接输出。

5.根据权利要求1所述的变步长LMS自适应滤波器的磁轴承转子振动补偿方法,其特征是:正弦信号值A、A1分别为X、Y方向同频振动位移

的幅值,n为当前时刻,T为采样周期,ω0为磁轴承转子的转速, 为转子初始相位角。