基于自适应滤波的主动磁悬浮轴承位移传感器故障识别AA.pdf

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1、第41卷第3期南京航空航天大学学报Vo1．41No．32009年6月JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsJun．2009基于自适应滤波的主动磁悬浮轴承位移传感器故障识别崔东辉徐龙祥(南京航空航天大学机电学院，南京，210016)摘要：针对采用差动式位移传感器的主动磁悬浮轴承系统，从理论上分析了控制器输出信号与转子干扰力及传感器故障信号之间的关系和自适应滤波器的工作原理，并在此基础提出了基于自适应滤波的传感器故障识别方法。该方法以两路位移信号

2、的差值为参考信号对控制器的输出信号进行滤波，从而得到控制器输出信号和两路位移信号的差值之间的相关系数，根据该相关系数的极性即可准确地判断出故障传感器。还采用Matlab对该方法进行了仿真研究，并在一个主动磁悬浮轴承试验台上进行了试验研究，研究结果表明：该方法可以同时识别传感器的直流故障和交流故障；转子在静态悬浮和高速旋转时，该方法均可以准确地检测到传感器故障并识另q出故障传感器。关键词：涡流位移传感器；故障识别；主动磁悬浮轴承；自适应滤波中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号：1005—26I5(20

3、09)03-0364-06FaultDiagnosisofDisplacementSensorsofActiveMagneticBearingBasedonAdaptiveFilteringCuiDonghui，XuLongxiang(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NaniingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Aimedattherelationsh

4、ipbetweentheoutputsignalofcontrollerandthedisturbforceappliedtotherotor，thedisturbsignalappliedtosensorsisanalyzedaccordingtotheactivemagneticbearingeq—uippedwithdifferentdisplacementsensors．Anadaptivefilteringmethodisalsointroduced．Basedontheprinciple，afa

5、ultdiagnosismethodforthedisplacementsensorsbasedonadaptivefilteringmethodispresented．ThemethodcanobtainthecorrelationcoefficientsbetweentheoutputsignalofthecontrollerandtheoutputsignalofsensorsbyusingtheoutputsignalofsensorsasareferencesignaltofiltertheO—u

6、tputsignalofthecontroller，thepolaritiesofcoefficientscanindicatethefaultsensor．ThemethodisfirstlystudiedbysimulationusingMatlabtoo1．Theexperimentismadeonafivedegreeoffreedomacti—vemagneticbearingtestrig．TheresultshowsthatthemethodcanidentifytheDCfaultandAC

7、faultofthedisplacementsensors，andthefailedsensordespiteoftherotoriseitherinstaticstateorrotatingatthehighspeed．Keywords：eddycurrentdisplacementsensor；faultdiagnosis；activemagneticbearing；adaptivefilte—ring主动磁悬浮轴承是一种通过可控磁场实现非接触支承的新型轴承。它无机械接触，因而具有可基金项目：国家高技术

8、研究发展计划(“八六三”计划)(2006AA05Z205)资助项目；国家自然科学基金(50437010)重点资助项目收稿日期：2008—06—02；修订日期：2008—10—30作者简介：崔东辉，男，博士研究生，1980年11月生；徐龙祥(联系人)，男，教授，博士生导师，E—mail：fqp@nuaa．edu．an。第3期崔东辉，等：基于自适应滤波的主动磁悬浮轴承位移传感器故障识别365以在无润滑情况下高速旋转等