磁悬浮分子泵高速转子章动相位裕度跟踪补偿控制

作     者：郑世强 陈诚 刘刚 杨景裕 ZHENG Shiqiang;CHEN Cheng;LIU Gang;YANG Jingyu

作者机构：北京航空航天大学惯性技术重点实验室北京100191 北京航空航天大学北京市高速磁悬浮电机技术及应用工程技术研究中心北京100191 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2018年第54卷第17期

页      面：100-107页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ040235) 国家自然科学基金(61421063)资助项目 

主　　题：磁轴承 自适应跟踪滤波器 交叉反馈 

摘      要：针对磁悬浮分子泵转子在高速运转时章动模态造成的失稳问题,提出一种基于交叉反馈的章动相位裕度跟踪补偿控制方法。利用磁悬浮转子系统的复系数建模方法,定量分析闭环控制作用下扁平转子的阻尼章动频率,确立章动频率与控制系统参数及转速间的解析关系,设计自适应滤波器跟踪提取章动频率信号,应用于交叉反馈的章动控制通道,实现全转速范围内对章动相位裕度的跟踪补偿控制。仿真结果表明,章动频率解算精确,基于交叉反馈的章动模态控制方法可有效解决磁悬浮高速转子全转速范围内的章动模态稳定控制问题。最后,将所提方法应用于所研制的大抽速磁悬浮分子泵控制系统,章动模态振动幅值被抑制在-60 d B以下,消除了章动模态对控制系统稳定性的影响,确保了磁悬浮分子泵长期可靠运行。