Supressão do efeito giroscópico da bomba molecular de levitação magnética sem sensor de velocidade

FU Lei ,  

XU Xiangbo ,  

LI Junfeng ,  

摘要

A bomba molecular de levitação magnética frequentemente se torna instável quando o sensor de velocidade falha ou está ausente, devido à incapacidade de suprimir efetivamente o efeito giroscópico. Para este problema, foi proposto um método de supressão do efeito giroscópico sem sensor de velocidade. Com base na dinâmica do rotor, foi estabelecido um modelo de coeficiente complexo da direção de rotação da bomba molecular, utilizando um filtro adaptativo de dupla entrada com deslocamento de fase variável e estimativa de frequência não linear para obter a velocidade estimada, fornecida ao sistema de controle. Em seguida, uma realimentação cruzada filtrada foi adicionada ao controle proporcional-integral-derivativo tradicional para suprimir o efeito giroscópico, analisando a estabilidade do sistema por meio de diagramas de Bode de dupla frequência e projetando parâmetros de realimentação cruzada combinando diagramas de Nyquist. Finalmente, foi realizado um experimento de aceleração na plataforma da bomba molecular de levitação magnética. Os resultados experimentais mostraram que a estimativa de velocidade nas faixas média e alta é bastante precisa, com a maior diferença em relação à velocidade real sendo de 2,04 Hz; na velocidade da bomba de 350 Hz, após a adição da realimentação cruzada, a amplitude da resposta do deslocamento angular na frequência de nutação foi atenuada de -37,34 dBV para -60,11 dBV, e na frequência de precessão de -57,24 dBV para -76,15 dBV, sendo a amplitude atenuada comparável ao nível de ruído ambiente, validando a eficácia do método proposto.

关键词

bomba molecular de levitação magnética; supressão do efeito giroscópico; modelo de coeficiente complexo; realimentação cruzada filtrada; estimativa adaptativa de velocidade

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