(16)就寫成如下表達(dá)式： [0055] [0056] 當(dāng) 時則有整個閉環(huán)系統(tǒng)只有一個極點也即： [0057] s＝j(luò)Ω-θ???(18) [0058] 由于在加入同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換變換前的閉環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定，那么S(s)的極點已經(jīng)在復(fù)平面的左半平面，當(dāng)引入同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換變換后閉環(huán)系統(tǒng)的極點將會在jΩ的領(lǐng)域內(nèi)變動，移動的趨勢將會隨著s、θ、ε的變化而變化，因此可以對式子求s在 處的偏導(dǎo)數(shù)查看變化趨勢，可以得到下式： [0059] [0060] 根據(jù)頻率域中穩(wěn)定性的要求，需要滿足下式，整個閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定： [0061] [0062] 由上式(20)可以看出只要隨著轉(zhuǎn)速Ω實時調(diào)整補償相位角θ就可以在整個全頻范圍內(nèi)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：(1)現(xiàn)有的磁懸浮軸承不平衡振動力抑制方法只能在小轉(zhuǎn)速變換范圍內(nèi)或者固定轉(zhuǎn)速下完成不平衡振動力抑制，本發(fā)明能夠克服上述問題，能夠在全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)有效抑制不平衡振動力(2)現(xiàn)有方法沒有考慮加入振動抑制控制后系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化，本發(fā)明分析了加入同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換后系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通過在不同轉(zhuǎn)速下調(diào)節(jié)補償相位角θ，能夠在全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 附圖說明 [0063] 圖1為本發(fā)明所述的建立含有不平衡質(zhì)量的磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型； [0064] 圖2為引入同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換而建立的靜止坐標(biāo)系以及旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系； [0065] 圖3為同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換算法的具體結(jié)構(gòu)圖； [0066] 圖4為基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換的抑制磁懸浮軸承不平衡振動力的控制框圖； 具體實施方式 [0067] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 [0068] 本發(fā)明提出一種新型磁懸浮軸承不平衡振動力直接抑制方法，該方法是通過將不平衡振動力直接作為控制目標(biāo)將構(gòu)造的電磁力作為同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換的輸入，坐標(biāo)變換輸出直接加入原來系統(tǒng)的電流環(huán)構(gòu)成陷波器，從而達(dá)到滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性條件下能在全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)有效抑制不平衡振動力。 [0069] 為了進(jìn)一步說明本發(fā)明所提出的方法，下面給出本發(fā)明方法的理論推導(dǎo)過程，具體包括以下步驟： [0070] 步驟一，建立含有質(zhì)量不平衡的磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型，獲得含有同頻分量的磁軸承電流剛度力和位移剛度力。 [0071] 在圖1所示的磁懸浮軸承控制系統(tǒng)中，1表示電磁鐵A，2表示電磁鐵B，3表示幾何主軸，4表示慣性主軸。徑向磁軸承的電磁鐵A、B中心截面分別為Π1和Π2，轉(zhuǎn)子中心截面為Π，定子在電磁鐵A、B截面Π1、Π2中心的連線與截面Π交于點N，轉(zhuǎn)子慣性主軸與Π、Π1、Π2分別交于C、C1、C2。同樣，幾何主軸與三個截面分別交于O、O1、O2。由此，為了進(jìn)一步說明本方法采用的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)算法，這里分別建立慣性坐標(biāo)系NXY和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系Oηε，其中N為慣性坐標(biāo)系的原點，O為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的原點，由于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系和轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)速等于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速Ω，如圖2所示。假設(shè)四個點C1、C2、O1、O2在轉(zhuǎn)子中心截面上的投影在慣性坐標(biāo)系中分別為(XA,YA)、(XB,YB)、(xA,yA)、(xB,yB)由此可以由此可得與轉(zhuǎn)速Ω同頻的四自由度不平衡位移量和位移方程： [0072] [0073] [0074] 其中l(wèi)、m、n分別為OC、O1C1、O2C2長度，Θ表示不平衡位移量，θ為Oε與OC夾角，α、β分別是M在Π上的投影與坐標(biāo)軸Oε的夾角，ΘAX、ΘAY、ΘBX、ΘBY分別為四個方向的不平衡位移量，可以得到四個方向的含有轉(zhuǎn)子不平衡量的電流剛度力為iAX(XA(t)+ΘAX(t))、iBX(XB(t)+ΘBX(t))、iCX(XC(t)+ΘCX(t))、iDX(XD(t)+ΘDX(t))，含有轉(zhuǎn)子不平衡的位移剛度力為(XA(t)+ΘAX(t))、(XB(t)+ΘBX(t))、(XC(t)+ΘCX(t))、(XD(t)+ΘDX(t))，式中iAX、iBX、iCX、iDX為軸承線圈電流，xAX為位移。 [0075] 步驟二，基于步驟一將獲得的電流剛度力和位移剛度力進(jìn)行線性化處理得到磁懸浮軸承的不平衡振動力。由于轉(zhuǎn)子中心截面可視作一個理想的圓，則AX、AY、BX、BY自由度軸承力僅僅在相位上有差別，每個自由度的不平衡振動力在穩(wěn)定點附近經(jīng)線性化后為： [0076] [0077] 其中，ks為位移剛度，ki為電流剛度，可得不平衡振動力FAX、FAY、FBX和FBY主要由兩部分組成：電流剛度力、位移剛度力，電流剛度力以及位移剛度力中都含有不平衡位移量ΘAX，消除電流剛度力以及位移剛度力中的不平衡位移量以消除由轉(zhuǎn)子不平衡引起的不平衡振動力，采用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換來動態(tài)實時辨識與轉(zhuǎn)速同頻分量。 [0078] 以一個自由度AX的軸承力為例分析，則可以得到該自由度含有與轉(zhuǎn)速同頻分量的軸承力在穩(wěn)定點附近經(jīng)過線性化之后為：

其中低通濾波器采用一階低通濾波器，用gf(s)表示： 其中K是濾波器的增益、ε是收斂速度影響因子， 帶入低通濾波器后整個同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換的傳遞函數(shù)為： 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁懸浮軸承不平衡振動力直接抑制方法，其特征在于，步驟四具體為，基于步驟二，可以得到由磁懸浮轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的不平衡振動力為： 基于步驟三可以得到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換的兩個主要特征，首先，輸入信號是兩個頻率相同，幅值相同，相位相差 的信號，將兩個自由度的不平衡振動力的FAX和FAY或者FBX和FBY作為同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的輸入信號(xs,ys)T，經(jīng)過同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換后得到不平衡電磁力中的同頻分量，步驟三中同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換的傳遞函數(shù)為 利用復(fù)系數(shù) 將相位上相差 的兩個輸入信號重構(gòu)為一個輸入信號： Fin_A＝FAX+jFAY????(11) 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換提取到的振動力的同頻分量如下所示： 6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁懸浮軸承不平衡振動力直接抑制方法，其特征在于，步驟五中，不平衡振動力包括電流剛度力以及位移剛度力組成的，由于磁懸浮軸承的間隙很小，數(shù)量級是微米級，忽略位移XA、XB、YA、YB產(chǎn)生的位移剛度力，將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換辨識得到的同頻振動力信號反饋回原控制系統(tǒng)的電流環(huán)也就是功放端用以抵消同頻電流。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁懸浮軸承不平衡振動力直接抑制方法，其特征在于，步驟六具體為，進(jìn)行控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析， 系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程式為： 1+KiGc(s)Gw(s)P(s)-KhP(s)+KiGn(s)Gw(s)＝0????(13) 將(9)式帶入(13)式中可以得到轉(zhuǎn)換后的系統(tǒng)閉環(huán)特征方程為： 定義靈敏度函數(shù)如下： 在原系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下S(s)的極點均位于左半平面，則式(15)可以化簡為： (s-jΩ+ε+ke-jθ)+(s-jΩ+ε)S(s)＝0????(16) 可以將k寫成 其中 是一個極小的變量，濾波器的增益K是常量，這樣式(16)就 寫成如下表達(dá)式： 當(dāng) 時則有整個閉環(huán)系統(tǒng)只有一個極點也即： s＝j(luò)Ω-θ????(18) 由于在加入同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換變換前的閉環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定，那么S(s)的極點已經(jīng)在復(fù)平面的左半平面，當(dāng)引入同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換變換后閉環(huán)系統(tǒng)的極點將會在jΩ的領(lǐng)域內(nèi)變動，移動的趨勢將會隨著s、θ、ε的變化而變化，因此可以對式子求s在 處的偏導(dǎo)數(shù)查看變化趨勢，可以得到下式：