磁力轴承的不平衡振动补偿研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要主动磁力轴承是利用受控电磁力将转子稳定悬浮在空中，实现转子和定子之间无机械接触的一种新型高性能轴承。它具有无摩擦、无磨损、无需润滑、寿命长、转速只受转子材料限制等优良特性，特别适合在高速、真空、洁净等环境下使用。转子的质量分布是否均匀平衡很大程度上影响着磁力轴承系统的稳定性，采用质量分布均匀对称的转子和好的不平衡补偿方法可以极大地改善系统高速运行时的稳定性和安全性。为了提高主动磁力轴承高速运行时的可靠性、平稳性和安全性，本文以自适应滤波器LIdS算法为核心提出了一种转

2、子不平衡振动补偿方案，并编程实现进行了实验调试，有效实现了转子振动的不平衡补偿。本文首先介绍了磁力轴承的基本工作原理，分析了磁力轴承系统高速运行时转子不平衡振动产生的原因和信号特点，在此基础上对转子的不平衡振动及其补偿方法进行了分类后，进一步阐述了不平衡补偿的基本原理。然后重点介绍了两种不平衡振动补偿方案，比较分析它们优缺点后，提出了自适应滤波器补偿方案。接着详尽介绍了自适应滤波器的算法原理，并针对磁力轴承系统的信号特点对自适应滤波器进行了MATLAB仿真，给出了几组不同参数下的仿真效果图，在此

3、基础上确定了自适应滤波器的参数，并将此算法应用在基于TMS320LF2407ADSP的磁力轴承数字控制系统中。最后对磁力轴承系统的信号进行模拟，分别在不同转速时对不平衡振动进行补偿，在大量的模拟实验调试后，给出了部分实验图形，实验结果数据的分析表明，设计的自适应滤波器补偿方案有效实现了转子位移信号的不平衡补偿，抑制了不平衡振动。关键词：主动磁力轴承，不平衡振动，自适应滤波器武汉理工大学硕士学位论文AbstractActivemagneticbearing(AMB)isakindofnovelhi

4、gh-performancebearing，inwhichrotorcanbesuspendedstablybycontrollablemagneticforceandrealizenomechanicalcontactcompletelybetweenrotorandstator．Duetoitsadvantagesofnowear，nofriction，nolubrication，longservicelifeandit’Smaximumspeedonlylimitedbythemateri

5、alintensityofrotor．Especially,thistechnignewassuitableforsomeEnvironments：highspeed，aviation，vacuumsupercleanetc．StabilityofAMBareenormouslyaffectedbytheconditionofrotor’Smassdistribution．Rotor’Sevendistributedmassandeffectiveapproachesofunbalancecom

6、pensationCangreatlyimprovestabilityandsecurityofmagneticbearingsystemunderhighspeed．Inordertoimprovethestability,securityandreliabilityofAMB，thispaperproposedaSchemeofunbalancevibrationcompensationwhichbasedonakindofalgorithmsofLMSFIRadaptivefilter．T

7、hroughexperimentaldebugging，theamplitudeofunbalancevibrationisdecreasedlargely．First，thethesisdiscussesthebasicworkprincipleofAMB，analyzessignalcharacteristicofunbalancevibrationsignalandCauses，aclassificationofunbalancevibrationandcompensationmethod

8、isfinishedbasedontheexpression，introducesthebasicprincipleofunbalancevibrationcompensation；Then，twocompensationmethodsarcpresentedfocusonfrequencytrackingalgorithm，aftermeritsanddemeritscomparisonandanalysis，aschemeofunbalancevibrationcompensationbas