[发明专利]一种磁悬浮轴承的控制装置、方法和磁悬浮系统

权利要求书

1.一种磁悬浮轴承的控制装置，其特征在于，所述磁悬浮轴承，包括：三对以上轴向轴承电磁线圈；三对以上所述轴向轴承电磁线圈中的每个所述轴向轴承电磁线圈，能够被独立控制；所述磁悬浮轴承的控制装置，包括：采样单元和控制单元；其中，

所述采样单元，被配置为对所述磁悬浮轴承的轴向推力盘的位移进行采样，得到所述轴向推力盘的位移参数；所述采样单元，包括：位移采集模块；三对以上所述轴向轴承电磁线圈，包括：在竖直方向上，在所述轴向推力盘的前后布置的两个自由度四个轴向轴承电磁线圈；以及，在水平方向上，在所述轴向推力盘的前后布置的两个自由度四个轴向轴承电磁线圈；在每个自由度的轴向轴承电磁线圈处，设置有至少一个所述位移采集 模块；

所述控制单元，被配置为根据所述轴向推力盘的位移参数，确定所述轴向 推力盘的角度参数；

所述控制单元，还被配置为根据所述轴向推力盘的位移参数和角度参数，控制三对以上所述轴向轴承电磁线圈中的至少一对所述轴向轴承电磁线圈的工作电流，以通过至少一对所述轴向轴承电磁线圈对所述轴向推力盘的位移和角度进行调节。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承的控制装置，其特征在于，所述控制单元，根据所述轴向推力盘的位移参数和角度参数，控制三对以上所述轴向轴承电磁线圈中的至少一对所述轴向轴承电磁线圈的工作电流，包括：

根据所述轴向推力盘的位移参数，确定所述轴向推力盘的位移控制电流；

根据所述轴向推力盘的角度参数，确定所述轴向推力盘的角度控制电流；

根据所述轴向推力盘的位移控制电流、以及所述轴向推力盘的角度控制电流，确定所述轴向轴承电磁线圈的工作电流。

3.根据权利要求2所述的磁悬浮轴承的控制装置，其特征在于，所述控制单元，根据所述轴向推力盘的位移参数，确定所述轴向推力盘的位移控制电流，包括：

给同一自由度的所述轴向推力盘前后向两个轴向轴承电磁线圈，分别提供一个静态偏置电流；

将每个所述轴向轴承电磁线圈处的位移参数进行加权平均后，得到所述磁悬浮轴承的转子轴向实际位置；

确定所述磁悬浮轴承的转子参考位置与所述转子轴向实际位置之间的位移偏差，对所述位移偏差进行PID计算，得到所述轴向推力盘前后向两个轴向轴承电磁线圈的位移控制电流，以根据所述轴向推力盘前后向两个轴向轴承电磁线圈的位移控制电流，对所述轴向推力盘前后向两个轴向轴承电磁线圈进行差动控制。

4.根据权利要求2所述的磁悬浮轴承的控制装置，其特征在于，所述控制单元，根据所述轴向推力盘的角度参数，确定所述轴向推力盘的角度控制电流，包括：

根据同一自由度的所述轴向推力盘前后向两个轴向轴承电磁线圈的位移参数，确定所述轴向推力盘的实际角度；

确定所述轴向推力盘的实际角度与所述轴向推力盘的期望角度之间的角度偏差，对所述角度偏差进行PID计算，得到所述轴向推力盘的角度控制电流，以根据所述轴向推力盘的角度控制电流，对同一自由度的所述轴向推力盘前后向两个轴向轴承电磁线圈进行控制。

5.一种磁悬浮系统，其特征在于，包括：如权利要求1至4中任一项所述的磁悬浮轴承的控制装置。

6.一种磁悬浮轴承的控制方法，其特征在于，所述磁悬浮轴承，包括：三对以上轴向轴承电磁线圈；三对以上所述轴向轴承电磁线圈中的每个所述轴向轴承电磁线圈，能够被独立控制；所述磁悬浮轴承的控制方法，包括：

对所述磁悬浮轴承的轴向推力盘的位移进行采样，得到所述轴向推力盘的位移参数；三对以上所述轴向轴承电磁线圈，包括：在竖直方向上，在所述轴向推力盘的前后布置的两个自由度四个轴向轴承电磁线圈；以及，在水平方向上，在所述轴向推力盘的前后布置的两个自由度四个轴向轴承电磁线圈；

根据所述轴向推力盘的位移参数，确定所述轴向 推力盘的角度参数；

根据所述轴向推力盘的位移参数和角度参数，控制三对以上所述轴向轴承电磁线圈中的至少一对所述轴向轴承电磁线圈的工作电流，以通过至少一对所述轴向轴承电磁线圈对所述轴向推力盘的位移和角度进行调节。