基于自适应陷波器的电磁轴承不平衡补偿方法

给出了一种基于陷波器的电磁轴承不平衡补偿的自适应方法。该方法不需要系统的具体模型,通过实测的灵敏度函数求得T矩阵,来保证系统稳定性。利用锁相环路实时跟踪转速,产生与转速同频的正弦信号,在很大的转速范围内进行跟踪补偿。方法简单,易于实现,试验结果表明了该方法的有效性。     

基于改进自适应陷波器的电磁轴承支承转子自动平衡控制EI北大核心CSCD

针对转速信息未知情况下的电磁轴承支承转子不平衡振动抑制问题,提出一种基于改进自适应陷波器(adaptive notch filter,ANF)的自动平衡控制算法。首先,对传统ANF的结构和工作原理进行分析,讨论了相关控制参数的选取原则,并针对电磁轴承闭环系统嵌入ANF导致的低转速区失稳,设计了最优相位补偿器,在保证全转速范围稳定的情况下进一步优化陷波性能;然后,根据相位补偿ANF输入输出信号之间的相位关系,设计了转速估器,通过变增益和归一化处理,不仅平衡了算法收敛速度和估计精度之间的矛盾,同时保证了各转速下的收敛特性一致;最后,通过仿真分析和试验研究对提出的算法进行验证。结果表明,设计的算法能对未知的转子转速进行快速准确的估计,从而消除控制电流和电磁力中的转速同频分量,大幅抑制传递到基座上的振动力。该方法简化了轴承结构、降低了生产成本、实现了无转速传感器的自动平衡控制,在工业磁轴承领域有很好的应用前景。     

振动信号频率跟踪的反馈修正自适应陷波器法

采用自适应陷波器跟踪振动信号频率时,存在持续跟踪精度不高的问题。通过分析指出持续跟踪精度不高的根本原因是ANF误差收敛至局部最优值,借鉴反馈控制思想,提出一种反馈修正ANF。根据ANF输入输出信号的相关性,设计频率跟踪精度评估因子,实时监控ANF频率跟踪精度。若评估因子小于给定阈值,则认为ANF丢失振动信号频率,通过反馈调整ANF参数而非重新初始化来适当增加陷波带宽,使其能重新跟踪到信号频率又具有较快的重新收敛速度。以一种基于Steiglitz-McBride方法的ANF(SMM-ANF)为例,分析了反馈修正策略,给出了流程和具体算法。仿真比较了格型ANF、SMM-ANF和反馈修正SMM-ANF的性能,给出了科里奥利质量流量计应用实例,结果表明：反馈修正SMM-ANF收敛速度稍慢于SMM-ANF,快于格型ANF,持续跟踪精度明显提高。     

基于自适应滤波的电主轴-刀具系统不平衡振动的主动控制

为了有效抑制由质量不平衡引起的电主轴-刀具系统的不平衡振动,本文提出了一种基于最小方差的分块(FBLMS)自适应滤波的电主轴-刀具系统不平衡振动的主动控制方案,该控制方案中用来抑制振动的力源于无轴承电机径向磁悬浮力产生的原理。本文首先研究了双绕组感应型电主轴的结构及工作原理和径向控制力的模型,借助有限元法建立了感应型柔性电主轴-电主轴-刀具系统的动力学模型以及研究了FBLMS自适应滤波控制算法,设计了感应型柔性电主轴-电主轴-刀具系统不平衡振动的主动控制系统,通过有限元法来确定径向控制力的系数以及单边磁拉力的系数,研究了经典PID控制器以及FBLMS自适应滤波控制器对刀具端的不平衡振动的控制效果,结果表明采用FBLMS自适应滤波控制器对抑制电主轴-刀具系统端不平衡振动具有更佳控制效果。     

基于自适应陷波器的电动机转子断条故障诊断

在现代工业生产中,鼠笼式异步电动机是主要的驱动部件,其正常工作与否,直接关系到生产过程能否连续运行。鼠笼式异步电动机转子断条故障是一种隐性故障,危害比较严重,且不容易被检测到。本文提出了一种基于自适应陷波器的电动机转子断条故障诊断方法,经过仿真分析和实验证明应用自适应陷波器方法诊断电动机转子断条故障是行之有效的。     

用自适应陷波器测量低频阻抗

元件阻抗测量可转化为对信号的相位差和幅度比的估计,本文给出了利用自适应陷波滤波器的权估计相位差和幅度比进而完成阻抗测量的方法.与传统方法相比,此法电路简单、受直流漂移和噪声的影响小,适用于水声换能器阻抗测量.     

修正自适应格型陷波器及其应用

提出了一种频率响应非对称的修正自适应格型陷波器(improved adaptive lattice notch filter,I-ALNF),并且提出一种新的自适应格型递推算法。将陷波器传递函数零极点部分同时引入到自适应调整算法中,使陷波器具有更好的特性。该陷波器应用于语音信号处理,根据其反射系数推导出自适应陷波频率,可以较容易的检测到语音声门闭合时刻(glottal closure instant,GCI)的位置。     

基于数字陷波滤波器的转子不平衡量测量

设计一种基于零极点配置的数字陷波滤波器,并将其应用在转子不平衡量测量上.该滤波器可以保留所需频率处的信号而滤除其余频率的干扰.试验表明,采用该陷波滤波器能够准确地测量出转子的不平衡量幅值和相位.此外,该方法具有成本低、设计简单、应用方便、实时性强和准确度高等特点.     

一种改进自适应陷波器在齿轮箱振动信号频率估计中的应用

针对多级齿轮系统振动主动控制所需参考信号的获取问题,设计一种基于变步长无偏平滑梯度算法的二阶IIR自适应陷波器。以实时振动信号为输入信号,通过调整陷波频率实现对齿轮啮合频率的在线估计,并采用自适应改变陷波器迭代步长的方法提高估计速度和精度,仿真验证了该陷波器相比传统自适应陷波器具有更快的估计速度和更小的稳态误差,与FFT和比值校正FFT两种方法比较,所提陷波器对频率变化具有更好的追踪性能;将两个陷波器串联构成级联陷波器组,通过二级齿轮箱的振动加速度信号对两个啮合基频分别进行在线的实时估计。实验结果显示级联陷波器组能快速且准确地估计对应啮合频率,且能实时追踪由于驱动和负载变动导致的啮合频率变化,证明所提方法在实际应用中的有效性。     

永磁型无轴承电机自适应振动抑制控制

为解决在永磁型无轴承电机转子抑制振动控制时,高频噪声信号降低振动信号频率辨识精度,导致系统不稳定的难题,介绍了一种基于多频率跟踪算法的转子自适应振动抑制控制策略。分析了振动信号频率辨识误差形成机理,推导了自适应多频率跟踪算法,构建了转子振动抑制控制系统,采用李雅普诺夫稳定性理论分析了自适应多频率跟踪算法和基于该算法的振动抑制控制系统稳定性。将其应用到永磁型无轴承电机转子磁场定向控制系统中,进行了仿真和实验研究。研究结果表明,自适应多频率跟踪算法可快速准确辨识振动信号频率,基于该方法的振动抑制控制系统,可有效抑制转子振动,提高转子旋转精度。     

基于内置力执行器的砂轮不平衡振动主动控制

为了有效的控制由砂轮质量不平衡引起的不平衡振动,本文提出了一种新的控制砂轮不平衡振动的主动控制方案,该控制方案中用来抑制振动的电磁力源于无轴承电机径向磁悬浮力产生的原理。本文首先研究了双绕组感应型电主轴的结构及工作原理,径向控制力的模型及砂轮的受力模型,用有限元法建立了感应型柔性电主轴-砂轮的动力学模型,设计了感应型柔性电主轴-砂轮不平衡振动的主动控制系统,用有限元法分析了当电机转子偏心和不偏心时,控制绕组电流加入对电机内部性能的影响,结果表明该控制方案完全可行并且对抑制砂轮端不平衡振动具有显著作用。     

极端频率直接估计的新自适应陷波器方法

针对振动工程中常见的极端频率信号(归一化频率接近于0或π两端),现有的自适应陷波器(ANF)频率估计方法存在收敛速度慢、估计精度不高、算法稳定性差的问题。为此,提出一种极端频率直接估计ANF新方法。首先,提出一种新误差函数以提升极端频率信号下ANF的收敛速度和稳定性;然后,根据ANF估计极端频率信号时偏差产生的机理,通过偏差补偿方式,降低噪声对ANF的影响,以获得近似无偏的频率估计结果,提高ANF极端频率估计精度,并对该方法进行稳态条件下的性能分析;最后,给出了ANF极端频率信号估计结果,并讨论了ANF各参数对极端频率信号估计精度的影响,给出了具体计算结果。计算表明方法的有效性与正确性。     

基于跟踪滤波的自适应振动控制

针对频率周期振荡的振动系统讨论自适应控制问题,在频率跟踪的基础上对频率变化的振动响应进行控制,给出相应的估计、滤波与控制方法。首先在子空间辨识原理的基础上,通过测量信号自相关序列的递推运算获得信号频率;然后根据估计频率实时调整带通滤波器的中心频率,使其跟踪信号频率,实现信号分量的跟踪滤波;最后在LMS 方法的基础上构造     

巨磁致伸缩自适应精密驱动和振动控制

针对巨磁致伸缩系统的自适应精密驱动和微振动控制系统,结合受控自回归滑动平均模型(CARMA)与递推增广最小二乘法（RELS）相结合对巨磁致伸缩驱动器（GMA）实现在线模型辨识;分别用不同类型的信号作为输入,辨识模型能精确描述GMA输出位移,辨识误差达0.23 %;将改进的广义预测控制算法（MGPC）应用于GMA的闭环位移控制,与最小方差自适应控制（MVSTR）相比,MGPC具有更好的实时性和更高的控制精度,在0～10 μm给定位移下,其驱动控制误差达0.143 μm。最后基于上述CARMA模型和MGPC算法对GMA隔振系统进行微振动控制实验,抑制效果达到20 dB。该研究结果对精密工程及航天振动控制应用具有一定的价值。     

砂轮不平衡振动主动控制的实验研究

砂轮不平衡振动会影响工件表面的质量,降低砂轮的耐用度。为了降低由砂轮不平衡振动造成的危害,作者提出了一种内置力执行器的砂轮不平衡振动主动控制方案,并在前期进行了理论分析与研究。在此基础上,对内置力执行器电机的绕组参数及柔性电主轴-转子系统进行了设计;并借助DSP2812建立了砂轮不平衡振动主动控制的实验平台。在此平台上,对不同转速下砂轮的不平衡振动进行了主动控制的实验研究,证明了该主动控制方案在控制砂轮端不平衡振动方面的可行性,为进一步的应用研究提供了参考依据。     

容许幅度法设计时滞陷波器抑制残余振动

提出一种鲁棒设计方法－容许幅度法,在隐波频率附近按照一定的频率偏移,选择数个陷波频率分别设计时滞陷波器,然后将各个陷波器级联,设计出具有多个波头的多峰容许多幅度时陷清波器,大大提高了控制系统的鲁棒性,并以起重机系统为例说明了该方法的有效性。     

不平衡磁拉力及对偏心转子系统振动的影响

研究了电机中由于相对偏心引起的不平衡磁拉力对转子系统振动的影响.首先把气隙磁导展开为Fourier级数的形式,通过转子或定子表面的Maxwell应力积分得到非线性不平衡磁拉力的解析表达式.然后代入到转子系统的运动方程中,采用隐式非线性NEWMARK积分法计算系统在不平衡磁拉力和质量偏心力作用下的动力响应,详细分析了电机参数对偏心转子系统振动的影响.研究结果为旋转机械轴系的动力分析及设计提供了理论依据.     

基于自适应陷波的涡街流量计信号处理系统

本介绍了以数字信号处理器为核心的实时处理系统,采用自适应陷波方法计算涡街流量计信号的频率。自适应陷波器只需估计一个参数。采用了ＤＳＰ,使得信号处理实时和系统小型化。实测结果说明,自适应陷波方法和实时处理系统是有效的。     

基于不平衡识别的主动电磁轴承转子系统自动平衡

转子不平衡引起的同步振动是主动电磁轴承转子系统高速运行面临的一个主要激振源.通过对转子系统不平衡特性的分析,提出了一种基于不平衡识别的主动电磁轴承转子系统自适应自动平衡控制方法.该方法无需控制对象的传递函数,亦不影响原控制系统稳定的频率边界,通过对主动电磁轴承在线施加试探性激振信号,同时检测控制电流响应中不平衡频率成分的幅值和相位变化,直接识别出不平衡干扰的Fourier系数,产生精确的补偿信号,从而使转子绕其质心轴旋转.实验测试结果表明提出的自适应自动平衡方法对不平衡干扰有显著的抑制作用.     

可调陷波器的设计

针对弱信号检测中的工频干扰,分析了双T网络陷波器的不足,提出了用RC零网络代替双T网络组成陷波滤波器,以实现同轴可调选频滤波,并给出了实用电路.