主动径向磁轴承用位移传感器容错控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种主动径向磁轴承用位移传感器容错控制系统及控制方法，与主动径向磁悬浮轴承相适配，系统包括位移反馈部分、故障诊断电路、容错控制模块以及反馈执行部分；位移反馈部分以非对称的形式固定设置于主动径向磁悬浮轴承转子外围，位移反馈部分的输出分别与故障诊断电路及容错控制模块二者的输入电性连接，故障诊断电路的输出与容错控制模块的输入电性连接，容错控制模块的输出与反馈执行部分的输入电性连接，反馈执行部分的输出与主动径向磁悬浮轴承中的电磁线圈电性连接。本发明专利技术大幅减少了位移传感器的数量，增加了可进行容错控制的故障种类，保证了位移反馈部分能够在故障前后具有相同的灵敏度和测量精度。

【技术实现步骤摘要】
主动径向磁轴承用位移传感器容错控制系统及控制方法
本专利技术为一种控制系统及其相对应的控制方法，具体涉及一种针对主动径向磁悬浮轴承的轴承内位移传感器容错控制系统及基于该系统的位移传感器容错控制方法，属于磁悬浮轴承

技术介绍
磁悬浮轴承(MagneticBearing)是一种利用磁力作用将转子悬浮于空中、使转子与定子互不接触的新型轴承。其基本的工作原理是通过位移传感检测转子的位移，将位移信息传输到控制器，控制器进行计算并输出控制信号，通过功率放大器对控制信号进行放大成电磁线圈的控制电流，从而产生相应的电磁力保证转子的稳定悬浮。与传统轴承相比，磁悬浮轴承能够在没有物理接触的情况下实现转子的悬浮转动，而且还能够有效抑制转子的振动。近年来，磁悬浮轴承凭借其自身特点，被广泛应用在高速机床、航空航天和医疗器械等运行环境特殊的场景中。尽管磁悬浮轴承在应用层面的优点众多，但阻碍其被广泛应用的一个显著障碍是这类轴承极易发生故障。一旦磁悬浮轴承系统中的位移传感器出现故障，会使得整个磁悬浮轴承系统失去位移反馈。具体而言，当位移传感器发生故障时，会导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动径向磁轴承用位移传感器容错控制系统，与主动径向磁悬浮轴承相适配，其特征在于：包括位移反馈部分、故障诊断电路、容错控制模块以及反馈执行部分；/n所述位移反馈部分以非对称的形式固定设置于所述主动径向磁悬浮轴承转子外围，所述位移反馈部分的信号输出分别与所述故障诊断电路及所述容错控制模块二者的信号输入电性连接，所述故障诊断电路的信号输出与所述容错控制模块的信号输入电性连接，所述容错控制模块的信号输出与所述反馈执行部分的信号输入电性连接，所述反馈执行部分的信号输出与所述主动径向磁悬浮轴承中的电磁线圈电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种主动径向磁轴承用位移传感器容错控制系统，与主动径向磁悬浮轴承相适配，其特征在于：包括位移反馈部分、故障诊断电路、容错控制模块以及反馈执行部分；
所述位移反馈部分以非对称的形式固定设置于所述主动径向磁悬浮轴承转子外围，所述位移反馈部分的信号输出分别与所述故障诊断电路及所述容错控制模块二者的信号输入电性连接，所述故障诊断电路的信号输出与所述容错控制模块的信号输入电性连接，所述容错控制模块的信号输出与所述反馈执行部分的信号输入电性连接，所述反馈执行部分的信号输出与所述主动径向磁悬浮轴承中的电磁线圈电性连接。


2.根据权利要求1所述的主动径向磁轴承用位移传感器容错控制系统，其特征在于：所述位移反馈部分包括主位移传感组件及冗余位移传感组件；
所述主位移传感组件包括第一位移传感器（1）及第二位移传感器（2），以所述主动径向磁悬浮轴承中转子的中心点为原点、在垂直于所述主动径向磁悬浮轴承中转子的中轴线的平面上建立平面直角坐标系，所述第一位移传感器（1）固定设置于X轴的正方向上，所述第二位移传感器（2）固定设置于Y轴的正方向上；
所述冗余位移传感组件包括第一冗余位移传感器（3）及第二冗余位移传感器（4），所述第一冗余位移传感器（3）固定设置于X轴与Y轴之间且所述第一冗余位移传感器（3）的中心轴线穿过所建立的平面直角坐标系的原点，所述第一冗余位移传感器（3）的中心轴线与X轴间的夹角为，0°<<90°，所述第二冗余位移传感器（4）固定设置于X轴的负方向或Y轴的负方向上。


3.根据权利要求2所述的主动径向磁轴承用位移传感器容错控制系统，其特征在于：所述第一冗余位移传感器（3）的中心轴线与X轴间的夹角为45°，所述第二冗余位移传感器（4）固定设置于X轴的负方向上。


4.根据权利要求2所述的主动径向磁轴承用位移传感器容错控制系统，其特征在于：所述第一位移传感器（1）、所述第二位移传感器（2）、所述第一冗余位移传感器（3）及所述第二冗余位移传感器（4）四者均为电涡流位移传感器。


5.根据权利要求2所述的主动径向磁轴承用位移传感器容错控制系统，其特征在于：所述第一位移传感器（1）、所述第二位移传感器（2）、所述第一冗余位移传感器（3）及所述第二冗余位移传感器（4）四者的信号输出分别与所述故障诊断电路及所述容错控制模块二者的信号输入电性连接。


6.根据权利要求5所述的主动径向磁轴承用位移传感器容错控制系统，其特征在于：所述容错控制模块内设置有坐标矩阵记录及选取单元，所述第一位移传感器（1）、所述第二位移传感器（2）、所述第一冗余位移传感器（3）及所述第二冗余位移传感器（4）四者的信号输出与所述坐标矩阵记录及选取单元的信号输入电性连接，所述坐标矩阵记录及选取单元的信号输入还电性连接有所述故障诊断电路的信号输出，所述坐标矩阵记录及选取单元的信号输出与所述反馈执行部分的信号输入电性连接。


7.根据权利要求1所述的主动径向磁轴承用位移传感器容错控制系统，其特征在于：所述反馈执行部分包括PID控制器及功率放大器，所述PID控制器的信号输入与所述容错控制模块的信号输出电性连接，所述PID控制器的信号输出与所述功率放大器的信号输入电性连接，所述功率放大器的信号输出与所述主动径向磁悬浮轴承中的电磁线圈的输入电性连接。


8.一种主动径向磁轴承用位移传感器容错控制方法，基于如权利要求1~7任一所述的主动径向磁轴承用位移传感器容错控制系统，其特征在于，包括如下步骤：
S1、依据位移反馈部分的运行情况，对位移传感器的工作状态进行分类；
S2、依据S1中的分类结果，将各工作状态下主动径向磁悬浮轴承中转子在X、Y方向上的位移量与位移反馈部分的位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘程子，王加伟，杨艳，刘泽远，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32