技术特征：
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d
x
，d
y
，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d
x
，d
y
与对应的n-1时刻的补偿信号值q
x
(n-1)，q
y
(n-1)分别作差，得到n时刻的x、y方向的误差瞬时值e
x
(n)，e
y
(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q
x
(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q
y
(n)，w1(n)和w2(n)为权值系数；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e
x
(n)，e
y
(n)，将误差瞬时值e
x
(n)，e
y
(n)与误差阈值e作比较，当e
x
(n)，e
y
(n)各自大于或等于e时，将位移差值d
x
与n时刻x方向的补偿信号值q
x
(n)作差，获得转子x方向的振动补偿差值，将位移差值d
y
与n时刻y方向的补偿信号值q
y
(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，其特征是：步骤2)中，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：e
x
(n-1)为n-1时刻的误差瞬时值，e[e
x
(n)e
x
(n-1)]为e
x
(n)与e
x
(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。3.根据权利要求2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：采用一阶t-s模糊推理机，根据x方向误差瞬时值e
x
(n)和误差变化量de
x
(n)＝e
x
(n)-e
x
(n-1)，分别对幅值参数β和收敛速度参数γ进行调整。4.根据权利要求3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：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。5.根据权利要求4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：当误差瞬时值e
x
(n)在(1
×
10-7
m，1.1
×
10-7
m)范围内且误差变化量de
x
(n)为零或正数时，或当误差瞬时值e
x
(n)在[1.1
×
10-7
m，1.3
×
10-7
m)范围内且误差变化量de
x
(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；当误差瞬时值e
x
(n)在[1.1
×
10-7
m，1.3
×
10-7
m)范围内且误差变化量de
x
(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e
x
(n)
在[1.1
×
10-7
m，1.3
×
10-7
m)范围内且误差变化量de
x
(n)为正时，幅值参数β在[0.1，0.5)范围中取值，收敛速度参数γ在[0.1，0.2)范围中取值；当误差瞬时值e
x
(n)在[1.3
×
10-7
m，2
×
10-7
m)范围内且误差变化量de
x
(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。6.根据权利要求2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：当误差瞬时值e
x
(n)在[1.2
×
10-7
m，2
×
10-7
m)范围内，保持步长因子μ(n)在(0.1～1]范围；当误差瞬时值e
x
(n)在(1
×
10-7
m，1.2
×
10-7
m)范围内，保持步长因子μ(n)在(0～0.1]范围。7.根据权利要求3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e
x
(n)和误差变化量de
x
(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。8.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e
x
(n)，e
y
(n)各自小于e时，不进行补偿，将e
x
(n)，e
y
(n)直接输出。9.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。
技术总结
本发明公开一种变步长LMS自适应滤波器的磁轴承转子振动补偿方法，对六极径向混合磁轴承转子的不平衡作补偿，将当前n时刻的位移差值与对应的n-1时刻的补偿信号值分别作差，得到n时刻X、Y方向误差瞬时值，采用类箕舌线函数模型计算出步长因子，基于步长因子自适应调整权值系数，计算出X、Y方向当前n时刻的补偿信号值，当误差瞬时值大于或等于误差阈值时，将位移差值与当前n时刻补偿信号值作差，获得转子振动补偿差值；本发明采用变步长LMS算法，在算法收敛初期提供较长的步长，确保算法有较快的收敛速度，在算法收敛完成阶段，提供较短的步长，使算法在稳态阶段保持较好的稳定性，保证控制精度的同时，使算法收敛速度快且稳态失调低。低。低。
技术研发人员：施佳明 马志豪 朱剑毫 赵腾飞 朱熀秋
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2022.01.21
技术公布日：2022/5/25