位于0至1之間，首先W 第二步長沿第一方向調(diào)整潤動分離加權系數(shù)，W確定第一潤動分離加權系數(shù)，該第一潤動 分離加權系數(shù)是從初始值沿第一方向調(diào)整過程中的最優(yōu)潤動分離加權系數(shù)，之后將潤動分 離加權系數(shù)調(diào)整為位于初始值的第二方向上的第二數(shù)值，在轉(zhuǎn)子基于該第二數(shù)值進行補償 后的懸浮精度低于基于第一潤動分離加權系數(shù)進行補償后的懸浮精度時，確定第一潤動分 離加權系數(shù)為最優(yōu)潤動分離加權系數(shù)，在轉(zhuǎn)子基于該第二數(shù)值進行補償后的懸浮精度高于 基于第一潤動分離加權系數(shù)進行補償后的懸浮精度時，W第H步長沿第二方向調(diào)整潤動分 離加權系數(shù)，直至基于調(diào)整后的潤動分離加權系數(shù)進行補償后轉(zhuǎn)子的懸浮精度低于前一周 期內(nèi)的懸浮精度，將前一周期內(nèi)使用的潤動分離加權系數(shù)確定為最優(yōu)潤動分離加權系數(shù)。 [009引實施中，可W采用變步長LMS(最小均方）方法確定轉(zhuǎn)子的位移信號中與轉(zhuǎn)速同頻 的正弦分量，其原理如圖4所示。
[0094] 轉(zhuǎn)子的位移信號中既包含周期性干擾信號，也包含隨機振動信號（有用信號）。 e(k)為轉(zhuǎn)子的位移信號。參考輸入Xi化）和X2(k)是與干擾信號同周期的標準正弦信 號，兩個信號相位相差90D。LMS算法的目的是獲得權向量Wi似和W2似的值，使得 組合后的輸出信號y(k)與原始位移信號e(k)中的周期干擾信號相抵消，從而達到誤差 的均方值最小。輸出信號y(k)即為位移信號e(k)中與轉(zhuǎn)速同頻的正弦分量，y(k)= Xi(k)*Wi化)+?化)抑2化）。LMS算法在每個采樣時間更改增益參數(shù)，在算法實現(xiàn)上比較容 易。
[0095] 權向量Wi(k)和W2(k)迭代采用最速下降法搜索最優(yōu)的權向量，使得均方誤差達到 最小，迭代公式為： U',ik+ 1) U',(A) + 2//e(/:).v, (A)
[0096] \ I、ir](欠 + 1)二ir](又-)+ 2八公(人'）x] (/〇
[0097] 其中，U為固定補償因子。送種算法的關鍵在于U的選取，U越大系統(tǒng)收斂的越 快，但是自適應濾波器的帶寬將變大，會對不需要補償?shù)男盘柈a(chǎn)生影響，甚至被過濾掉，送 樣會對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，最終導致LMS算法的發(fā)散。另一方面U取得過小時， 系統(tǒng)收斂速度會變慢，但是性能會變好，U可通過如下公式進行調(diào)節(jié)：
[0099] 其中，f為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動頻率，a為加權系數(shù)，目的是增加誤差信號對可變步長的影 響。
[0100] 本發(fā)明公開的磁懸浮軸承系統(tǒng)的控制過程如圖5所示。申請人依據(jù)本發(fā)明公開的 控制方法對磁懸浮軸承系統(tǒng)施加控制之后，與現(xiàn)有控制方式相比，軸承線圈中勵磁電流的 波動減小約55%，轉(zhuǎn)子的懸浮精度提高約30%，效果如圖6所示。
[0101] 本發(fā)明上述公開了磁懸浮軸承系統(tǒng)的控制方法，相應的，本發(fā)明還公開磁懸浮軸 承系統(tǒng)的控制裝置，W實現(xiàn)該控制方法。
[0102] 參見圖7,圖7為本發(fā)明公開的磁懸浮軸承系統(tǒng)的一種控制裝置的結構示意圖。該 控制裝置包括位移信號獲取單元1、正弦分量確定單元2、補償單元3、控制單元4和加權系 數(shù)確定單元5。
[010引其中：
[0104] 位移信號獲取單元1，用于獲取磁懸浮軸承系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子的位移信號。在磁懸浮軸承 系統(tǒng)運行過程中，位移檢測裝置能夠檢測轉(zhuǎn)子偏離于中必位置的位移，并輸出位移信號，位 移信號獲取單元1從位移檢測裝置獲取轉(zhuǎn)子的位于信號。
[0105] 正弦分量確定單元2,用于確定位移信號獲取單元1獲取到的位移信號中與轉(zhuǎn)速 同頻的正弦分量。
[0106] 補償單元3,用于利用補償信號對位移信號進行補償，其中，補償信號為正弦分量 確定單元2確定的正弦分量與最優(yōu)潤動分離加權系數(shù)的乘積。
[0107] 控制單元4,用于基于當前經(jīng)過補償后的位移信號生成控制信號，W控制功率放大 器調(diào)整流經(jīng)磁懸浮軸承中軸承線圈的勵磁電流。
[010引加權系數(shù)確定單元5,用于確定最優(yōu)潤動分離加權系數(shù)。
[0109] 本發(fā)明公開的磁懸浮軸承系統(tǒng)的控制裝置，在獲取到轉(zhuǎn)子的位移信號后，確定當 前的位移信號中與轉(zhuǎn)速同頻的正弦分量，將該正弦分量與最優(yōu)潤動分離加權系數(shù)的乘積作 為補償信號，對當前的位移信號進行補償，W減小甚至抵消位移信號中的周期性干擾信號， 從而減小控制信號的波動成分，提高轉(zhuǎn)子的懸浮精度和穩(wěn)定性。
[0110] 最優(yōu)潤動分離加權系數(shù)可W通過多種方式確定，相應的，加權系數(shù)確定單元5有 不同結構。下面分別進行說明。
[0111] 參見圖8,圖8為本發(fā)明中加權系數(shù)確定單元的一種結構示意圖。潤動分離加權系 數(shù)的初始值為O或1，該加權系數(shù)確定單元包括懸浮精度確定模塊501、第一判斷模塊502、 第一處理模塊503和第二處理模塊504。
[011引其中：
[0113] 懸浮精度確定模塊501，用于確定基于當前的潤動分離加權系數(shù)進行補償后轉(zhuǎn)子 的懸浮精度。
[0114] 第一判斷模塊502,用于判斷當前獲取到的轉(zhuǎn)子的懸浮精度是否高于前一周期內(nèi) 獲取到的轉(zhuǎn)子的懸浮精度。
[0115] 第一處理模塊503,用于在第一判斷模塊502的判斷結果為是的情況下，利用第一 步長沿預設方向調(diào)整潤動分離加權系數(shù)，之后觸發(fā)懸浮精度確定模塊501。
[0116] 在潤動分離加權系數(shù)的初始值為0的情況下，利用第一步長沿預設方向調(diào)整潤動 分離加權系數(shù)具體是利用第一步長增大潤動分離加權系數(shù)；在潤動分離加權系數(shù)的初始值 為1的情況下，利用第一步長沿預設方向調(diào)整潤動分離加權系數(shù)具體是利用第一步長減小 潤動分離加權系數(shù)。實施中，第一步長可W為定值，也可W為變值。作為優(yōu)選方案，第一步 長位于0.OOl至0.Ol之間。
[0117] 第二處理模塊504,用于在第一判斷模塊502的判斷結果為否的情況下，將前一周 期內(nèi)使用的潤動分離加權系數(shù)確定為最優(yōu)潤動分離加權系數(shù)。
[0118] 本發(fā)明圖8所示的加權系數(shù)確定單元，潤動分離加權系數(shù)的初始值為0或1，W第 一步長沿預設方向調(diào)整潤動分離加權系數(shù)，在每次調(diào)整潤動分離加權系數(shù)后，確定轉(zhuǎn)子在 基于調(diào)整后的潤動分離加權系數(shù)進行補償后的懸浮精度，并判斷該懸浮精度是否高于轉(zhuǎn)子 在前一周期內(nèi)的懸浮精度，直至轉(zhuǎn)子的懸浮精度低于前一周期內(nèi)的懸浮精度，將前一周期 內(nèi)使用的潤動分離加權系數(shù)確定為最優(yōu)潤動分離加權系數(shù)。
[0119] 參見圖9,圖9為本發(fā)明中加權系數(shù)確定單元的一種結構示意圖。潤動分離加權 系數(shù)的初始值為大于0且小于1的第一數(shù)值，該加權系數(shù)確定單元包括懸浮精度確定模塊 511、第一判斷模塊512、第H處理模塊513、第四處理模塊514、第二判斷模塊515、第五處理 模塊516和第六處理模塊517。
[0120] 其中：
[0121] 懸浮精度確定模塊511，用于確定基于當前的潤動分離加權系數(shù)進行補償后轉(zhuǎn)子 的懸浮精度。
[0122] 第一判斷模塊512,用于判斷當前獲取到的轉(zhuǎn)子的懸浮精度是否高于前一周期內(nèi) 獲取到的轉(zhuǎn)子的懸浮精度。
[0123] 第H處理模塊513,用于在第一判斷模塊512的判斷結果為是的情況下，利用第二 步長沿第一方向調(diào)整潤動分離加權系數(shù)，之后觸發(fā)懸浮精度確定模塊511。
[0124] 第四處理模塊514,用于在第一判斷模塊512的判斷結果為否的情況下，將前一周 期內(nèi)使用的潤動分離加權系數(shù)確定為第一潤動分離加權系數(shù)，將潤動分離加權系數(shù)調(diào)整至 第二數(shù)值，第二數(shù)值位于第一數(shù)值的第二方向上，之后觸發(fā)懸浮精度確定模塊511。第二方 向與第一方向相反。
[0125]第二判斷模塊515,用于判斷基于第二數(shù)值的潤動分離加權系數(shù)進行補償后轉(zhuǎn)子 的懸浮精度是否低于基于第一潤動分離加權系數(shù)進行補償后的懸浮精度。
[0126] 第五處理模塊516,用于在第二判斷模塊515的判斷結果為是的情況下，確定第一 潤動分離加權系數(shù)為最優(yōu)潤動分離加權系數(shù)。
[0127] 第六處理模塊517,用于在第二判斷模塊515的判斷結果為否的情況下，利用第H 步長沿第二方向調(diào)整潤動分離加權系數(shù)，直至基于調(diào)整后的潤動分離加權系數(shù)進行補償后 轉(zhuǎn)子的懸浮精度低于前一周期內(nèi)的懸浮精度，將前一周期內(nèi)使用的潤動分離加權系數(shù)確定 為最優(yōu)潤動分離加權系數(shù)。
[012引利用第二步長沿第一方向調(diào)整潤動分離加權系數(shù)具體為：利用第二步長增大潤動 分離加權系數(shù)，或者利用第二步長減小潤動分離加權系數(shù)。第二方向與第一方向相反，當?shù)?一方向為增大潤動分離加權系數(shù)時，第二方向為減小潤動分離加權系數(shù)，當?shù)谝环较驗闇p 小潤動分離加權系數(shù)時，第二方向為增大潤動分離加權系數(shù)。實施中，第二步長和第H步長 可W為定值，也可W為變值。作為優(yōu)選方案，第二步長和第H步長位于0.OOl至0.Ol之間。
[0129] 在本發(fā)明圖9所示的加權系數(shù)確定單元，潤動分離加權系數(shù)的初始值位于0至1 之間，首先W