Supressão de vibrações harmônicas do sistema de mancais de levitação magnética ativa baseada em filtro notch adaptativo e controle repetitivo

LI Junfeng ,  

XU Xiangbo ,  

CHEN Shao ,  

WANG Xianzhang ,  

FU Lei ,  

ZHU Yahui ,  

摘要

As vibrações harmônicas causadas pelo desequilíbrio de massa do rotor e pela oscilação do sensor são as principais perturbações no sistema de rotor de levitação magnética. Para suprimir essas interferências, foi proposto um método de controle composto baseado no controle repetitivo e no feedback adaptativo de fase variável de notch para supressão de vibrações harmônicas. Primeiro, estabelecendo o modelo do sistema de rotor de levitação magnética, foi analisado o mecanismo de geração de diferentes forças de perturbação. Em seguida, foi projetado um controlador repetitivo inserido para suprimir as vibrações harmônicas causadas pela oscilação do sensor, utilizando um filtro notch adaptativo para extrair online o sinal de mesma frequência e compensar o desequilíbrio de forma adaptativa, alterando o ângulo de fase em diferentes frequências para manter a estabilidade do sistema e compensar a rigidez do deslocamento na mesma frequência, permitindo que o sistema suprima automaticamente as vibrações harmônicas em uma ampla faixa de velocidades. Por fim, o método de controle proposto foi verificado por simulação e experimentação. Os resultados experimentais mostraram que as vibrações harmônicas de primeira, terceira e quinta ordem foram reduzidas em 94,4%, 90,4% e 85,9%, respectivamente, e o método de controle composto proposto pode suprimir eficazmente as vibrações harmônicas. Foi verificada a eficácia do método de controle proposto.

关键词

rotor de levitação magnética; desequilíbrio de massa; oscilação do sensor; controle repetitivo; filtro notch adaptativo

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