一种单自由度磁液双悬浮轴承控制方法技术

本发明专利技术公开了一种单自由度磁液双悬浮轴承控制方法，属于控制技术领域，包括控制器、差动式功率放大模块、单自由度磁液双悬浮轴承本体、差动式压力传感器、静压转换模块及磁液比例模块依次连接构成闭环控制系统。变量泵，溢流阀，比例调速阀及单自由度磁液双悬浮轴承本体连接构成静压支撑系统，比例调速阀设定初始电压实现恒流量静压支撑系统。本发明专利技术采用电磁闭环和恒流量静压系统两种方法，分别对电磁力与静压力进行调控，使其按比例共同补偿外负载，该发明专利技术调节能力大，响应快，动态特性好，有效的弥补了静压力响应慢的不足，大大提高了单自由度磁液双悬浮轴承运行的稳定性。

A control method of single degree of freedom magnetic fluid double suspension bearing

【技术实现步骤摘要】
一种单自由度磁液双悬浮轴承控制方法
本专利技术属于控制
，具体涉及一种单自由度磁液双悬浮轴承控制方法。
技术介绍
磁液双悬浮轴承采用电磁力和静压支承力双重支承，是一种新型的非机械接触的轴承，具有无摩擦、无磨损、承载能力大、运动精度高、使用寿命长等优点。磁液双悬浮轴承包含电磁支承和静压支承两套支承系统，而传统的控制方法单一，恢复响应速度较慢。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种单自由度磁液双悬浮轴承控制方法，通过采用电磁闭环和恒流量静压系统两种方法，分别对电磁力与静压力进行调控，使其按比例共同补偿外负载，该专利技术调节能力大，响应快，动态特性好，有效的弥补了静压力响应慢的不足，大大提高了磁液双悬浮轴承运行的稳定性。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种单自由度磁液双悬浮轴承控制方法，包括控制器、差动式功率放大模块、单自由度磁液双悬浮轴承本体、差动式压力传感器、静压转换模块及磁液比例模块依次连接构成闭环控制系统；变量泵，溢流阀，比例调速阀及单自由度磁液双悬浮轴承本体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单自由度磁液双悬浮轴承控制方法，其特征在于：包括控制器(5)、差动式功率放大模块(6)、单自由度磁液双悬浮轴承本体(4)、差动式压力传感器(7)、静压转换模块(8)及磁液比例模块(9)依次连接构成闭环控制系统；/n变量泵(1)，溢流阀(2)，比例调速阀(3)及单自由度磁液双悬浮轴承本体(4)连接构成静压支撑系统，比例调速阀(3)设定初始电压实现恒流量静压支撑系统；/n所述差动式位置传感器(10)用于检测转子的偏移量差值；/n所述差动式压力传感器(7)分别检测单自由度磁液双悬浮轴承本体(4)的上、下两个支承腔的压力差值；/n所述静压转换模块(8)将上、下支承腔压力差转换为静压力差值输出，...

【技术特征摘要】
1.一种单自由度磁液双悬浮轴承控制方法，其特征在于：包括控制器(5)、差动式功率放大模块(6)、单自由度磁液双悬浮轴承本体(4)、差动式压力传感器(7)、静压转换模块(8)及磁液比例模块(9)依次连接构成闭环控制系统；
变量泵(1)，溢流阀(2)，比例调速阀(3)及单自由度磁液双悬浮轴承本体(4)连接构成静压支撑系统，比例调速阀(3)设定初始电压实现恒流量静压支撑系统；
所述差动式位置传感器(10)用于检测转子的偏移量差值；
所述差动式压力传感器(7)分别检测单自由度磁液双悬浮轴承本体(4)的上、下两个支承腔的压力差值；
所述静压转换模块(8)将上、下支承腔压力差转换为静压力差值输出，电磁转换模块(11)将控制电流及转子偏移量差值转换为电磁力输出，磁液比例模块(9)将电磁力与静压力的比值输出；
所述控制器(5)输出控制电流经过差动式功率放大模块(6)输出电磁线圈承载范围内的驱动电流，从而控制电磁力，形成力反馈闭环控制系统。


2.根据权利要求1所述的一种单自由度磁液双悬浮轴承控制方法，其特征在于：控制方法包括以下步骤，
(1)、初始状态时，无外干扰作用下，此时可以认为上、下两个支承腔压力相等，P1＝P2，此时差动式压力传感器(7)输出压力差值为0，上、下两个线圈的电流相等为初始电流i0；上、下电磁线圈的电流相等，及上、下电磁支承力相等，且上支承腔、下支承腔的流量以及液阻相等，所以上、下静压支承力相等；
转子平衡，上、下支承腔的压力相等，流经上、下支承腔流量相等，即：
根据Navier-Stokes方程，可得到上、下支承腔的静压支承力f液,1,0、f液,2,0为：



式中，θ-支承腔中心线与转轴中心线夹角；
p1,0-初始上支承腔1的压力，MPa；
p2,0-初始下支承腔2的压力，MPa；
Ae-支...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建华，闫伟东，李胜，王永强，马旭超，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13