基于改进ANF的磁悬浮双转子谐振抑制方法及系统

本发明涉及磁悬浮双转子，尤其涉及基于改进anf的磁悬浮双转子谐振抑制方法及系统。

背景技术：

1、当代工业制造的高效性和精度要求对于机械设备的可靠性提出了更高的要求。磁悬浮双转子是一种关键的高速机械设备，其性能的可靠性和稳定性对于生产的可持续性至关重要。

2、由于其工作条件的复杂性，包括高转速、高温度、强磁场和磨损等因素，机械故障的风险也会增加。因此，研究磁悬浮双转子的不对中振动检测技术，可以为提高其可靠性和稳定性提供有效的支持。

3、转子在实际应用中总是伴随升速、降速的过程，转速频率也在不停变化中，所以要求频率估计算法要具有良好的频率跟踪能力，可以在短时内估计振动信号频率；现有anf应对包含直流偏置的待测信号易出现偏差，且对于快速变化的频率信息，会导致较大超调量的同时也不具有较好的频率跟踪能力。

技术实现思路

1、针对现有方法的不足，本发明解决双转子联轴器不对中及质量分布不平衡问题伴随着产生谐振的问题。

2、本发明所采用的技术方案是：基于改进anf的磁悬浮双转子谐振抑制方法以下步骤：

3、步骤一、利用位移传感器采集转子电压信号，并进行预处理；

4、进一步的，预处理包括：对转子电压信号进行降噪和滤波。

5、步骤二、将预处理后的转子电压信号输入带阻角频率的陷波滤波器得到输出信号，将输出信号负反馈给待测电压信号得到误差信号，通过改进anf不断迭代使得误差信号不断逼近0，从而完成对转子电压信号的自适应陷波与频率估计。

6、进一步的，改进anf的公式为：

7、

8、其中，ρ和λ为收敛速度增益系数与阻尼比系数，n、μ、σ均为根据频率估计值区间可自行整定的正实数，a为幅值，ε∫e(t)为计算出的直流分量，m为要滤除的谐波阶数，e(t)为误差信号，τ、τn为中间变量，为τ的一阶微分，为τn的二阶微分，θ为带阻频率，为θ的一阶微分。

9、步骤三、将频率估计值作为滤波器的中心频率，滤除同频振动位移信号与谐振位移信号，得到滤除同频后的输出信号；

10、进一步的，滤波器的传递函数为：

11、

12、其中，ξ为阻尼系数，ω为带通滤波器中心频率，b为带通频宽比。

13、步骤四、将滤除同频后的输出信号送入控制器中，通过闭环反馈实现零电流控制。

14、进一步的，控制器采用pid控制。

15、进一步的，基于改进anf的磁悬浮双转子谐振抑制系统，包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；处理器，用于执行指令以实现基于改进anf的磁悬浮双转子谐振抑制方法。

16、进一步的，存储有计算机程序代码的计算机可读介质，计算机程序代码在由处理器执行时实现基于改进anf的磁悬浮双转子谐振抑制方法。

17、本发明的有益效果：

18、1、基于改进anf算法，结构简单，计算复杂度低，通过加入积分环节可在存在直流偏置的情况下实现谐振抑制；

19、2、采用自适应收敛速度增益，可以准确且快速估计出基振与谐振频率，保证振动抑制的快速响应，同时自适应增益也能保证当径向振动位移的幅值出现变化时，依然可以实现稳定控制。

技术特征：

1.基于改进anf的磁悬浮双转子谐振抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于改进anf的磁悬浮双转子谐振抑制方法，其特征在于，预处理包括：对转子电压信号进行降噪和滤波。

3.根据权利要求1所述的基于改进anf的磁悬浮双转子谐振抑制方法，其特征在于，改进anf的公式为：

4.根据权利要求1所述的基于改进anf的磁悬浮双转子谐振抑制方法，其特征在于，滤波器的传递函数为：

5.根据权利要求1所述的基于改进anf的磁悬浮双转子谐振抑制方法，其特征在于，控制器采用pid控制。

6.基于改进anf的磁悬浮双转子谐振抑制系统，其特征在于，包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；处理器，用于执行指令以实现如权利要求1-5任一项所述的基于改进anf的磁悬浮双转子谐振抑制方法。

7.存储有计算机程序代码的计算机可读介质，其特征在于，计算机程序代码在由处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的基于改进anf的磁悬浮双转子谐振抑制方法。

技术总结
本发明涉及磁悬浮双转子技术领域，尤其涉及基于改进ANF的磁悬浮双转子谐振抑制方法及系统，包括利用位移传感器采集转子电压信号，并进行预处理；将预处理后的转子电压信号输入带阻角频率的陷波滤波器得到输出信号，将输出信号负反馈给待测电压信号得到误差信号，通过改进ANF不断迭代使得误差信号不断逼近0，从而完成对转子电压信号的自适应陷波与频率估计；将频率估计值作为滤波器的中心频率，滤除同频振动位移信号与谐振位移信号，得到滤除同频后的输出信号；将滤除同频后的输出信号送入控制器中，通过闭环反馈实现零电流控制。本发明解决双转子联轴器不对中及质量分布不平衡问题伴随着产生谐振的问题。

技术研发人员：佘世刚,刘通,关旭东,施克健,刘希,周年年,谢金龙,李博,唐浩东,王宇卓
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16