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基于在线识别对转速不敏感的主动电磁轴承转子系统不平衡振动控制

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中国电机工程学报 2010年第6期30卷 93-99页

作者：蒋科坚祝长生浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

提出一种基于振动识别的主动电磁轴承转子系统不平衡补偿控制方法。该方法的最大特点是能够不依赖控制对象的传递函数,在线识别出转子等效不平衡质量的大小和位置,然后根据识别结果计算出精确的控制信号,迫使转子绕其几何轴旋转。当转... 详细信息

提出一种基于振动识别的主动电磁轴承转子系统不平衡补偿控制方法。该方法的最大特点是能够不依赖控制对象的传递函数,在线识别出转子等效不平衡质量的大小和位置,然后根据识别结果计算出精确的控制信号,迫使转子绕其几何轴旋转。当转子转速变化时,尽管不平衡力随之变化,但不平衡质量的大小和相位特性不会改变,因此无需重新识别不平衡量,大大提高了在变转速情况下对转子不平衡的控制性能,同时减轻了控制器的计算负担。对算法的控制效果进行了实验测试,结果表明提出的对转速不敏感的基于振动识别的主动电磁轴承转子系统不平衡补偿控制方法对不平衡振动的抑制取得了很好的效果,并在转速变化情况下能大幅减少重新识别不平衡量的次数。

关键词：主动电磁轴承不平衡控制自适应控制傅里叶系数振动识别

基于不平衡识别的主动电磁轴承转子系统自动平衡

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振动工程学报 2009年第6期22卷 559-564页

作者：蒋科坚祝长生浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

转子不平衡引起的同步振动是主动电磁轴承转子系统高速运行面临的一个主要激振源。通过对转子系统不平衡特性的分析,提出了一种基于不平衡识别的主动电磁轴承转子系统自适应自动平衡控制方法。该方法无需控制对象的传递函数,亦不影响原... 详细信息

转子不平衡引起的同步振动是主动电磁轴承转子系统高速运行面临的一个主要激振源。通过对转子系统不平衡特性的分析,提出了一种基于不平衡识别的主动电磁轴承转子系统自适应自动平衡控制方法。该方法无需控制对象的传递函数,亦不影响原控制系统稳定的频率边界,通过对主动电磁轴承在线施加试探性激振信号,同时检测控制电流响应中不平衡频率成分的幅值和相位变化,直接识别出不平衡干扰的Fourier系数,产生精确的补偿信号,从而使转子绕其质心轴旋转。实验测试结果表明提出的自适应自动平衡方法对不平衡干扰有显著的抑制作用。

关键词：主动电磁轴承自动平衡自适应控制 Fourier系数不平衡识别

电磁轴承-柔性转子系统多目标加权的主动振动控制

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浙江大学学报（工学版） 2016年第10期50卷 1946-1951,2017页

作者：蒋科坚祝长生浙江理工大学信息学院浙江杭州310018 浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

为了避免影响系数法求解出一个过大的校正力计算结果,解决由此造成的电磁力饱和以及转子悬浮失稳问题,拓展基于最小二乘法的影响系数法,提出多目标价值函数混合加权的柔性转子振动主动控制方法.利用多个目标价值函数的加权设计,不仅实... 详细信息

为了避免影响系数法求解出一个过大的校正力计算结果,解决由此造成的电磁力饱和以及转子悬浮失稳问题,拓展基于最小二乘法的影响系数法,提出多目标价值函数混合加权的柔性转子振动主动控制方法.利用多个目标价值函数的加权设计,不仅实现了多个节点振动之间按权值实现振动抑制,而且能够在不同量纲的振动幅值和所需电磁力之间实现权衡.算例仿真表明,提出的控制方法可以在实现转子振动控制的同时,顾及到电磁轴承(AMB)电磁力的能力极限.在转子振动能够控制在允许的范围内,适当减小对电磁力的需求,降低对电磁轴承的功率要求.

关键词：柔性转子电磁轴承(AMB) 影响系数法主动振动控制

针对柔性转子系统的电磁轴承支承刚度阻尼参数识别

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振动工程学报 2017年第6期30卷 883-892页

作者：蒋科坚祝长生浙江理工大学信息学院浙江杭州310018 浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

为了用传统转子动力学的理论和方法分析支承在电磁轴承上的转子系统动力特性,电磁轴承支承的等效刚度和等效阻尼是必须获知的重要参数。已有研究提出的电磁轴承等效刚度和等效阻尼的识别方法大多都是建立在单自由度模型或刚性转子模型... 详细信息

为了用传统转子动力学的理论和方法分析支承在电磁轴承上的转子系统动力特性,电磁轴承支承的等效刚度和等效阻尼是必须获知的重要参数。已有研究提出的电磁轴承等效刚度和等效阻尼的识别方法大多都是建立在单自由度模型或刚性转子模型上的。针对支承在电磁轴承上的柔性转子系统,提出了其等效刚度和等效阻尼参数的识别方法。首先,设计了静态力和动态力两种自由度凝聚方法,把柔性转子有限元模型凝聚到所需要的自由度,减少了模型中未知数的数量,并提取凝聚后转子模型中的激励与响应关系;然后建立电磁轴承激励和加配重激励两种情况下的电磁轴承等效刚度和等效阻尼的识别方程;最后,通过一个电磁轴承-柔性转子系统算例验证了识别方法的有效性。算例分析了由于柔性转子振动相位的变化和增加识别方程主自由度数量对识别精度和效果的影响。

关键词：转子动力学柔性转子电磁轴承参数识别自由度凝聚

未知传递函数情况下主动电磁悬浮系统支承特性在线测量

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中国机械工程 2010年第8期21卷 883-888页

作者：蒋科坚祝长生浙江大学杭州310027

分析了主动电磁悬浮系统支承的等效刚度和阻尼的理论计算方法。从闭环系统的角度出发,提出了一种不依赖于系统传递函数的等效刚度和阻尼的在线测量方法。以PID控制为例进行对比实验,分析了控制参数、激振幅度和激振频率对主动电磁悬浮... 详细信息

分析了主动电磁悬浮系统支承的等效刚度和阻尼的理论计算方法。从闭环系统的角度出发,提出了一种不依赖于系统传递函数的等效刚度和阻尼的在线测量方法。以PID控制为例进行对比实验,分析了控制参数、激振幅度和激振频率对主动电磁悬浮系统支承等效刚度和阻尼的影响。结果表明,所提出的测量方法能够实时在线地对主动电磁悬浮系统支承的等效刚度和阻尼进行准确识别。

关键词：主动电磁悬浮等效刚度等效阻尼在线测量

适合变速转子的不平衡质径积搜索电磁轴承振动抑制

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机械工程学报 2018年第21期54卷 72-80页

作者：蒋科坚王骏祝长生浙江理工大学信息学院浙江大学电气工程学院

转子不可避免地存在质量不平衡是转子运行产生同步振动的主要原因。一种适合在变速条件的电磁轴承转子不平衡控制方法被提出。该方法能够自适应地搜索转子不平衡质径积的大小和方位,并以此为依据产生控制信号,抑制转子振动,强迫转子绕... 详细信息

转子不可避免地存在质量不平衡是转子运行产生同步振动的主要原因。一种适合在变速条件的电磁轴承转子不平衡控制方法被提出。该方法能够自适应地搜索转子不平衡质径积的大小和方位,并以此为依据产生控制信号,抑制转子振动,强迫转子绕其几何中心旋转,提高转子的旋转精度。不平衡质径积是转子的固有特性,与转速无关。与基于不平衡力的控制方法相比较,在跟踪变速引起的不平衡力剧烈变化时,基于不平衡质径积的控制方法不需要频繁更新控制参数,只需要为克服系统非线性而调整控制参数。同时,该方法能根据振动抑制误差调节搜索步长,调和了搜索速度和控制精度的矛盾。试验表明,所述方法能够有效抑制转子的不平衡振动,并且在变转速条件下,大幅降低控制器的计算负荷,提高在快速变速、转子过临界等转子振动随转速变化较快应用场合的控制性能。

关键词：电磁轴承刚性转子不平衡控制变速

含极间填充块的高速表贴式永磁同步电机转子强度分析

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浙江大学学报（工学版） 2015年第9期49卷 1738-1748,1775页

作者：陈亮亮祝长生蒋科坚浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 浙江理工大学信息学院浙江杭州310018

针对含极间填充块的高速表贴式永磁同步电机(SPMSM)缺乏转子强度解析解的问题,将转子受力状况简化为平面应力问题,采用极坐标下的应力函数法和位移法,推导转子强度的解析公式.分别采用解析解和有限元法分析含极间填充块的高速表贴式永... 详细信息

针对含极间填充块的高速表贴式永磁同步电机(SPMSM)缺乏转子强度解析解的问题,将转子受力状况简化为平面应力问题,采用极坐标下的应力函数法和位移法,推导转子强度的解析公式.分别采用解析解和有限元法分析含极间填充块的高速表贴式永磁同步电机的转子强度.在转子强度解析解的基础上,进一步研究转速、护套厚度和过盈量对转子强度的影响,分析转子强度的变化规律.结果表明:解析解和有限元法的计算结果相吻合,解析解能准确计算电机转子的应力和位移.转速、护套厚度以及过盈量都对转子强度有重要影响,护套厚度和过盈量需要与最高转速相匹配才能使转子强度满足要求.

关键词：表贴式永磁同步电机(SPMSM) 高速电机解析解强度分析平面应力