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专利号: 2024101869751
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:2026-06-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种磁悬浮电主轴转子振动抑制控制器的构造方法,其特征是包括以下步骤:

步骤1):由第一个Clark逆变换模块、第一个电流滞环控制三相功率逆变器和径向六极混合磁轴承前后依次串联共同构成a端复合被控对象,由第二个Clark逆变换模块、第二个电流滞环控制三相功率逆变器和三自由度六极混合磁轴承前后依次串联,双极性功率放大器串联在三自由度六极混合磁轴承的前端,共同构成b端复合被控对象;

步骤2):a端位移xa,ya和b端位移xb,yb分别与相对应的径向参考平衡位移一一作差得到相对应的四个位移差值dax,day,dbx,dby,a端位移差值dax,day与保存在由第一个LMS算法模块和第一个加权求和器串联构成的第一个新型振动抑制控制器中的上一时刻n‑1的xa,ya方向的补偿值qax(n‑1),qay(n‑1)分别一一对应地作差得到当前时刻的两个位移误差eax,eay,两个位移误差eax,eay输入到第一个新型振动抑制控制器中;b端位移差值dbx,dby与保存在由第二个LMS算法模块和第二个加权求和器串联构成的第二个新型振动抑制控制器中的上一时刻的xb,yb方向位移的补偿值qbx(n‑1),qby(n‑1)分别一一对应地作差得到当前时刻的两个位移误差ebx,eby,两个位移误差ebx,eby输入到第二个新型振动抑制控制器中;

步骤3):将与转子转速同频的参考输入信号x1(n)与y1(n)均输入到两个新型振动抑制控制器中;

步骤4):当位移误差eax、ebx大于误差阈值时,两个LMS算法模块采用反双曲正切函数模型得到步长因子μ(n),基于步长因子μ(n)、上一时刻的位移误差、上一时刻的参考输入信号x1(n‑1)和y1(n‑1)调整当前时刻的权值系数w1(n)和w2(n);

步骤5):第一个加权求和器获得xa,ya方向上的补偿值qax(n)=w1(n)x1(n)+w2(n)y1(n)和ya方向上的qay(n)=w1(n)y1(n)‑w2(n)x1(n);同理第二个加权求和器获得xb,yb方向上的振动补偿值qbx(n),qby(n);

步骤6):将四个补偿值qax(n),qay(n),qbx(n),qby(n)与所述的四个位移差值dax,day,dbx,dby分别一一对应地作差,更新当前时刻位移误差。

2.根据权利要求1所述的构造方法,其特征是:步骤3)中,波形发生器模块根据转子的角频率ω0产生与转子转速同频的参考输入信号x1(n)=Acosω0(n)和y1(n)=Asinω0(n),A为同频振动位移的幅值。

3.根据权利要求1所述的构造方法,其特征是:步骤4)中,步长因子μ(n)=β(n)arctanhγ(n)[a(n)(|ex(n) |)],ex(n)为当前位移误差瞬时值,在第一个新型振动抑制控制器中ex(n)=eax,在第二个新型振动抑制控制器中ex(n)=ebx,a(n)、β(n)和γ(n)分别为曲线调整参数a、β和γ在n时刻的瞬时值,a为形状参数,β为幅值参数,γ为收敛参数。

4.根据权利要求3所述的构造方法,其特征是:调整当前n时刻权值系数

ex(n‑1)表示上一时刻位移误差,w1(n‑1)和w2(n‑

1)分别是权值系数保存在LMS算法模块的上一时刻的瞬时值;x1(n‑1)和y1(n‑1)分别是参考输入信号x1(n)和y1(n)保存在LMS算法模块的上一时刻的瞬时值。

5.根据权利要求1所述的构造方法,其特征是:步骤4):当位移误差eax、ebx不大于误差阈值时,不采用补偿值补偿。

6.根据权利要求1所述的构造方法,其特征是:步骤4)中,所述的误差阈值等于1μm。

7.根据权利要求3所述的构造方法,其特征是:LMS算法模块中内置一阶T‑S模糊推理机,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。

8.根据权利要求7所述的构造方法,其特征是:输入层的两个系统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。

9.根据权利要求8所述的构造方法,其特征是:T‑S模糊推理机根据当前位移误差与位移差值分别对参数β和γ进行调整,形状参数a=4,T‑S模糊推理机根据模糊控制规则得到幅值参数β和收敛参数γ。