【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于人工智能与磁悬浮系统交叉领域，更具体地，涉及一种基于载波移相pwm的磁悬浮轴承高频振动抑制方法及系统。
技术介绍
1、船舶在军用领域发挥着重要作用，随着国防工业的发展，对舰船的隐身性提出了更高的要求。然而，由于缺乏主动控制手段，采用传统滑动轴承支承的旋转机械设备所带来的振动问题突出且难以改变。磁悬浮轴承(磁轴承)技术通过主动控制磁场强弱实现无接触的支承功能，一方面实现了无接触支承，大大降低了轴承摩擦带来的机械振动，另一方面又具备了主动调控能力，为电磁振动水平优化提供了更多的可能。
2、然而，由于磁轴承采用pwm(pulse-width modulation，脉冲宽度调制)供电，会在绕组中引入开关频次相关的谐波电流，谐波电流在气隙中激发高频电磁力并作用在定子上，最终导致了开关频次的振动噪声，恶化电气设备的静音性。
3、为抑制pwm导致的开关频次振动噪声，现有的研究往往集中在电机逆变器侧，针对磁轴承控制器引入的高频振动少有研究，但是通过振动仪器，对磁轴承电机的振动频谱进行分析发现，磁轴承控制器引入的高频振动水平丝毫不亚于电机逆变器引入的高频振动，因此，针对磁轴承的高频振动特征线谱进行治理十分有必要。
4、载波移相pwm技术通过改变不同载波之间的相位差，最早用于共模电压波形的改善，近年来，一些国内外的研究机构将也将其用于多相或多模块电机的高频振动抑制，然而所有研究都是基于传统滑动轴承的电机，因此载波移相目前仅用于电机逆变器的控制中。另外，现有电机侧的载波移相pwm虽然会使高频振动降低，
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于载波移相pwm的磁轴承高频振动抑制方法及系统，旨在降低磁轴承开关频次振动的同时，不影响系统的正常运行性能，并通过人工智能方法对各pwm调控参量数值进行优化，达到高频振动的显著抑制效果。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于载波移相pwm的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，所要抑制的高频振动为开关频及其倍频次为主的电机机壳(身)或机脚处的振动，包括：
3、采用载波相位的移相角度和高频振动的数据集，构建机器学习模型，所述机器学习模型用来拟合移相角度和高频振动之间的非线性关系，将训练好的机器学习模型作为获取移相角度在连续变化区间的高频振动预测模型；
4、对磁悬浮轴承各驱动绕组分别进行载波移相；其中，对于有n套驱动绕组的磁悬浮轴承，移相方式包括：以第n套驱动绕组的载波相位为基准，对第1，2……(n-1)套绕组进行相对第n套驱动绕组的载波相位的平移，移相角度分别为θ1，θ2……θn-1；
5、以高频振动达到最小为优化目标，通过高频振动预测模型寻找最优的移相角度组合(θ1，θ2……θn-1)，从而实现磁悬浮轴承高频振动抑制。
6、进一步地，移相角度θ1，θ2……θn-1的范围为[0,360)。
7、进一步地，所述高频振动预测模型的寻优方法为遍历法、遗传算法、粒子群算法或灰狼优化算法。
8、本专利技术还提供了一种基于载波移相pwm的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，包括：
9、采用pwm开关频率和高频振动的数据集，构建机器学习模型，所述机器学习模型用来拟合pwm开关频率和高频振动之间的非线性关系，将训练好的机器学习模型作为获取移相角度在连续变化区间的高频振动预测模型；
10、对磁悬浮轴承的pwm开关频率f进行调节，调节方式包括增大或减小f；
11、以高频振动达到最小为优化目标，通过高频振动预测模型寻找最优的pwm开关频率f，从而实现磁悬浮轴承高频振动抑制。
12、进一步地，所述高频振动预测模型的寻优方法为遍历法、遗传算法、粒子群算法或灰狼优化算法。
13、本专利技术还提供了一种基于载波移相pwm的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，包括：
14、采用载波相位的移相角度、pwm开关频率和高频振动的数据集，构建机器学习模型，所述机器学习模型用来拟合移相角度、pwm开关频率和高频振动之间的非线性关系，将训练好的机器学习模型作为获取移相角度、pwm开关频率在连续变化区间的高频振动预测模型；
15、对磁悬浮轴承各驱动绕组分别进行载波移相；其中，对于有n套驱动绕组的磁悬浮轴承，移相方式包括：以第n套驱动绕组的载波相位为基准，对第1，2……(n-1)套绕组进行相对第n套驱动绕组的载波相位的平移，移相角度分别为θ1，θ2……θn-1；对磁悬浮轴承的pwm开关频率f进行调节，调节方式包括增大或减小f；
16、以高频振动达到最小为优化目标，通过高频振动预测模型寻找最优的移相角度和pwm开关频率组合(θ1，θ2……θn-1，f)，从而实现磁悬浮轴承高频振动抑制。
17、进一步地，所述高频振动预测模型的寻优方法为遍历法、遗传算法、粒子群算法或灰狼优化算法。
18、本专利技术还提供了一种基于载波移相pwm的磁悬浮轴承高频振动抑制系统，包括：计算机可读存储介质和处理器；
19、所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；
20、所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行上述任一种基于载波移相pwm的磁悬浮轴承高频振动抑制方法。
21、通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下
22、有益效果：
23、1、本专利技术提供了一种基于载波移相pwm的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，磁悬浮轴承因其绕组结构的相对独立性，应用载波移相pwm技术并不会引起绕组谐波电流的变化，反而可能会使直流母线侧谐波电流降低，提高系统效率。为了抑制高频振动，在载波移相pwm技术中通过采用三种手段：单独载波移相方法、单独改变频率方法，或二者同时进行。其中，单独载波移相方法通过利用机器模型拟合移相角度和高频振动之间的非线性关系，通过高频振动预测模型寻找最优的移相角度组合，从而改变气隙中高频电磁力的空间形态，激发不同的振动膜态，抑制高频振动；单独改变频率方法通过利用机器模型拟合pwm开关频率和高频振动之间的非线性关系，通过高频振动预测模型寻找最优的载波开关频率，寻找振动响应的最低点；本专利技术还创新地将载波移相和开关频率调整融入载波移相pwm控制中，能够深度优化开关频次的高频振动，在静止悬浮和旋转工况下振幅均能下降80％以上。
24、2.相比于传统电机控制器高频振动抑制方法，通过解析求解或数值仿真建立高频振动预测模型，存在建模精度不够，繁琐耗时，优化相位角难以确定的问题，本专利技术提出基于机器学习的高频振动建模方法，通过实验数据驱动建立各pwm控制参量与高频振动的关系本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于载波移相PWM的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于载波移相PWM的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，其特征在于，移相角度θ1，θ2……θn-1的范围为[0,360)。
3.如权利要求1所述的基于载波移相PWM的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，其特征在于，所述高频振动预测模型的寻优方法为遍历法、遗传算法、粒子群算法或灰狼优化算法。
4.一种基于载波移相PWM的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，其特征在于，包括：
5.如权利要求4所述的基于载波移相PWM的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，其特征在于，所述高频振动预测模型的寻优方法为遍历法、遗传算法、粒子群算法或灰狼优化算法。
6.一种基于载波移相PWM的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的基于载波移相PWM的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，其特征在于，所述高频振动预测模型的寻优方法为遍历法、遗传算法、粒子群算法或灰狼优化算法。
8.一种基于载波移相PWM的磁悬浮轴承高频振动抑制系统，其特征在
...【技术特征摘要】
1.一种基于载波移相pwm的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于载波移相pwm的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，其特征在于，移相角度θ1，θ2……θn-1的范围为[0,360)。
3.如权利要求1所述的基于载波移相pwm的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，其特征在于，所述高频振动预测模型的寻优方法为遍历法、遗传算法、粒子群算法或灰狼优化算法。
4.一种基于载波移相pwm的磁悬浮轴承高频振动抑制方法，其特征在于，包括：
5.如权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘自程，樊隆源，王海蛟，蒋栋，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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