[发明专利]一种不平衡磁拉力控制方法、装置、系统、设备和介质

说明书

本公开涉及一种不平衡磁拉力控制方法、装置、系统、设备和介质。不平衡磁拉力控制方法应用于磁悬浮转子系统，通过获取磁悬浮转子系统的当前运行信号，根据当前运行信号和磁悬浮转子系统的相关参数信息，通过预先构建的观测器模型对磁悬浮转子系统对应的当前扰动信号进行估计，得到当前扰动信号的估计值，当前扰动信号包括不平衡磁拉力对应的信号，随后通过预先构建的滤波器模型提取当前扰动信号的估计值中不平衡磁拉力对应的信号的估计值，最后根据不平衡磁拉力对应的信号的估计值和磁悬浮转子系统的相关参数信息，对不平衡磁拉力进行控制，能够稳定悬浮转子，准确抑制不平衡磁拉力，确保磁悬浮系统稳定运行。

技术领域

本公开涉及不平衡磁拉力技术领域，尤其涉及一种不平衡磁拉力控制方法、装置、系统、设备和介质。

背景技术

磁轴承作为一种非接触式的轴承，与传统的机械轴承相比，具有无需润滑，可主动控制的特点。磁轴承应用在离心式压缩机中可以通过更高转速运行，还可以提供更高效率和更高压比去驱动更大流量。

但是，由于磁轴承中的转子各部分材料特性有差异、生产加工和装配过程中产生误差等原因，转子的惯性轴与几何轴不重合，从而导致转子质量不平衡。同时由于转子永磁体充磁不均匀会导致转子在转动时受到同频扰动。永磁体充磁不均匀和转子质量不平衡会使得转子在旋转过程中出现动态偏心。对整个应用磁轴承的磁悬浮系统来说，因动态偏心引起的不平衡磁拉力扰动会使转子振动加剧，容易导致功放的电流和磁轴承磁密度饱和，直接影响磁悬浮系统的稳定运行。对于离心式压缩机而言，转子的高幅值振动会影响压缩系统的性能指标，也会影响压缩机的寿命。其次，转子一旦抵抗扰动力失败，整个压缩系统将停止工作，将造成巨大的经济损失。因此，对不平衡磁拉力进行高精度控制是至关重要的。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种不平衡磁拉力控制方法、装置和设备，能够实现对不平衡磁拉力的准确控制，确保磁悬浮系统的稳定运行。

第一方面，本公开实施例提供了不平衡磁拉力控制方法，应用于磁悬浮转子系统，方法包括：

获取磁悬浮转子系统当前运行信号；

根据当前运行信号和磁悬浮转子系统的相关参数信息，通过预先构建的观测器模型对磁悬浮转子系统对应的当前扰动信号进行估计，得到当前扰动信号的估计值，其中，当前扰动信号包括不平衡磁拉力对应的信号；

根据当前扰动信号的估计值，通过预先构建的滤波器模型提取不平衡磁拉力对应的信号的估计值；

根据不平衡磁拉力对应的信号的估计值和磁悬浮转子系统的相关参数信息，对不平衡磁拉力进行控制。

可选的，在获取磁悬浮转子系统的当前运行信号之前，方法还包括：

获取磁悬浮转子系统的运行信号样本；

根据运行信号样本和磁悬浮转子系统的相关参数，建立磁悬浮转子系统中转子对应的动力模型；

根据转子对应的动力模型，构建观测器模型。

可选的，根据转子对应的动力模型，构建观测器模型，包括：

将转子的动力模型转变成积分串联形式；

根据积分串联形式的动力模型，构建三阶线性状态观测器；

对三阶线性状态观测器进行差分离散化处理，得到观测器模型。

可选的，当前运行信号包括当前位移信号，当前位移信号由转子对应的动力模型得到。

可选的，在根据不平衡磁拉力对应的信号的估计值和磁悬浮转子系统的相关参数信息，对不平衡磁拉力进行控制之前，方法还包括：

根据当前位移信号，通过预先构建的控制器模型得到补偿信号；