为抑制磁悬浮转子系统的不平衡振动力, 提出了一种基于复数相移陷波器和前馈控制的自平衡控制算法。介绍了磁悬浮转子系统的结构和工作原理, 给出了含转子不平衡的磁悬浮转子系统动力学模型, 分析了不平衡振动力的电气特性。推导了不平衡振动力的抑制条件, 指出功率放大器引起的幅值和相位误差是影响不平衡振动抑制效果的主要因素。将磁悬浮转子两自由度平动方程转换为单自由度复数方程, 设计了复数相移陷波器, 建立数学方程并讨论了中心频率的幅值和相位特性。最后以磁悬浮控制力矩陀螺为测试平台, 对提出的控制算法进行了实验验证。结果表明: 采用该算法后不平衡振动力减小了94.1%, 验证了该算法的有效性。此外本算法还具有动态过程平滑、计算量少等优点。

针对主被动磁悬浮转子高速旋转时质量不平衡和被动磁轴承磁中心的偏移导致的同频振动力问题,提出了一种基于位移陷波加前馈补偿的自动平衡控制方法.首先,在转子为零位移控制状态下提取控制电流的同频成分,计算获得与被动磁轴承磁中心偏移相关的参变量;然后,在额定转速下设计通用陷波器以消除同频电流,前馈补偿主动磁轴承、被动磁轴承位移负刚度力和被动磁轴承磁中心偏移力,使主被动磁轴承的同频输出力为零,实现了转子绕惯性中心旋转.对提出的方法进行了仿真和实验验证并与仅补偿质量不平衡的算法进行了对比.仿真结果显示:提出的方法的同频磁轴承力减小到了只进行质量不平衡补偿算法的6%;实验结果显示:同频振动加速度减小到只进行质量不平衡补偿算法的233%.仿真和实验验证了该方法的有效性,表明该方法对同频振动抑制效果显著,实现了转子的自动平衡控制.