[发明专利]一种实现五自由度磁悬浮系统轴向磁轴承低功耗悬浮的方法

摘要

本发明公开了一种实现轴向磁轴承低功耗悬浮的方法，包括：(1)将转子反馈位移信号x，给定参考位置sr以及位移补偿信号r_n叠加得到误差信号e；(2)将误差信号e加入PID调节器，得到控制电流i_m；(3)将控制电流i_m放大并输入到永磁偏置磁轴承；(4)同时i_m作为反馈信号，与两级存储单元输出的前一时刻的位移补偿信号r_o、再前一时刻的位移补偿信号r_oo加到低功耗位移补偿模块中，得到位移补偿信号r_n；(5)得到r_n后，r_n与sr、x叠加产生误差信号e。同时r_n放入存储单元，作为下一时刻的r_o，r_o放入下一级存储单元，作为下一时刻的r_oo。使整个控制流程循环运行。本发明将轴向控制线圈中的控制电流达到最小，实现低功耗。

主权项

1. 一种实现五自由度磁悬浮系统轴向磁轴承低功耗悬浮的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将永磁偏置轴向磁轴承传感器输出的转子反馈位移信号x，控制器中给定转子的悬浮位置即参考位置sr以及低功耗位移补偿算法模块输出的补偿位移信号rn叠加得到误差信号e，e＝sr+rn-x；(2)将误差信号e加入PID调节器，得到控制电流im，控制电流im的离散形式表达式为：式中的kP、kI、kD分别是PID调节器的比例、积分、微分系数；(3)将控制电流im通过功率电路放大输入到永磁偏置轴向磁轴承；(4)同时控制电流im作为反馈信号，与第一级存储单元输出的前一时刻的位移补偿信号ro、和第二级存储单元输出的再前一时刻的位移补偿信号roo一起加到低功耗位移补偿模块中，利用该模块的算法得到位移补偿信号rn：式中的ε是收敛系数，取值范围0.00001～0.01；kP、kI、kD分别是PID调节器的比例、积分、微分系数；(5)由低功耗位移补偿算法模块得到当前时刻的补偿位移信号rn后，将该低功耗位移补偿算法模块输出的补偿位移信号rn与控制器给定转子的悬浮位置即参考位置sr、永磁偏置轴向磁轴承传感器输出的转子反馈位移信号x叠加产生误差信号e，同时将补偿位移信号rn放入第一级存储单元，作为下一时刻输出的位移补偿信号ro，将补偿位移信号ro放入第二级存储单元，作为下一时刻的第二级存储单元输出的补偿位移信号roo，控制电流im、补偿位移信号ro、补偿位移信号roo作为下一时刻低功耗补偿模块的输入，使整个控制流程循环运行。