一种实心定子磁悬浮励磁电流的控制方法技术

一种实心定子磁悬浮励磁电流的控制方法，包括以下步骤：（1）以FO[PI]作为核心控制器建立励磁电流控制系统；（2）推导被控对象的数学模型；（3）根据分数阶微积分理论，进一步推导出被控对象幅相特性；（4）推导出控制系统其它部分的幅相特性；（5）通过以上步骤中得到控制系统中各个环节的幅相特性，综合可以得到整个控制系统开环传递函数的幅相特性；（6）联立方程组，求解控制器中的Kp、Ki、λ三个控制参数，即可得到理想的电流控制性能；根据设计的截止频率、稳定裕度及截止频率的相角变换率为零三个条件求解控制器系数，所得控制系统较传统PI控制器具有更好的控制性能，更加适用于实心定子结构的磁悬浮系统电流控制。

【技术实现步骤摘要】
一种实心定子磁悬浮励磁电流的控制方法
本专利技术属于磁悬浮轴承
，具体涉及一种实心定子磁悬浮励磁电流的控制方法。
技术介绍
磁悬浮轴承(主动磁悬浮轴承)是通过定子铁芯与转子铁芯之间的磁场力将转子无接触地悬浮起来的一种新型轴承。它将转子动力学、机械设计、控制理论、电力电子学、电磁学、计算机测试技术及信号处理技术等多项学科的知识结合在一起，是一种典型的机电一体化产品。由于不存在机械接触，其与传统机械轴承相比具有以下明显的优越性：对工作环境要求不高；转子无接触且无机械摩擦，磁悬浮轴承不需要润滑和密封系统；使用寿命较长；由于没有机械摩擦，磁悬浮轴承机械接触应力疲劳寿命相比机械轴承要长得多；运转速度高；转子和定子没有接触，磁悬浮轴承在理论上能达到的最高转速取决于转子材料的强度，因此，转子圆周线速度比机械轴承支承的转子都要高的多；运行效率高；与机械轴承相比，磁悬浮轴承的功耗降低至1/10～1/100。磁悬浮轴承的定子结构是采用一对差动的电磁铁来控制转子在某一方向上的运动，其原理是通过位移传感器用来检测磁悬浮转子相对于平衡位置的偏移量，而控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实心定子磁悬浮励磁电流的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)以FO[PI]作为核心控制器建立励磁电流控制系统，所述电流控制系统包括依次信号连接并构成主电路的FO[PI]控制器、PWM调制器、功率放大器数学模型、电磁铁模型及设置在主电路上实现电流反馈的电流互感器和低通滤波器；/n(2)推导被控对象的数学模型，具体如下所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种实心定子磁悬浮励磁电流的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)以FO[PI]作为核心控制器建立励磁电流控制系统，所述电流控制系统包括依次信号连接并构成主电路的FO[PI]控制器、PWM调制器、功率放大器数学模型、电磁铁模型及设置在主电路上实现电流反馈的电流互感器和低通滤波器；
(2)推导被控对象的数学模型，具体如下所示：



式中的各项系数中N为线圈匝数、R为绕组电阻，这两个值可以直接测得，R0和Rt两个系数表示磁路的磁阻，可由以下公式计算：






式中，μ0为真空磁导率、μr为使用铁磁材料的相对磁导率、lm为磁路有效长度、A为磁极面积、b为磁极宽度，通过这些系数可以计算出考虑涡流效应的实心定子电磁铁数学模型；
(3)根据分数阶微积分理论，将式(1)中s1/2等效为以下的形式：



将式(4)带入式(1)可以进一步推导...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪历，魏凯龙，
申请(专利权)人：河海大学，浙江中源磁悬浮技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32