一种基于广义控制方式的电磁轴承用集成式数字控制方法技术

本申请提供一种基于广义控制方式的电磁轴承用集成式数字控制方法，所述方法包括：测量位移信号x、电流信号i、母线电压信号U；利用所述母线电压信号U和预先设置的占空比a，计算出每个线圈对应的线圈电压u；根据位移信号x、电流信号i、母线电压信号U、线圈电压u和控制对象的物理参数，预先设置控制器的位移比例反馈系数P

【技术实现步骤摘要】
一种基于广义控制方式的电磁轴承用集成式数字控制方法
本专利技术属于力控制系统设计技术，具体涉及一种基于广义控制方式的电磁轴承用集成式数字控制方法。
技术介绍
电磁轴承是利用电磁力作用将转子悬浮于空间，使转子与定子之间实现无机械摩擦支承的一种新型高性能轴承，是典型的机电一体化产品。它具有高转速、无接触、不需要润滑和密封、振动小、使用寿命长、维护费用低等一系列的优良品质。电磁轴承主要由控制系统和作动装置两部分组成：作动装置包括定子和转子。由于电磁轴承具有开环不稳定性的特征，必须采用控制器进行在线闭环控制。控制器输出指令至功率放大器，后者的输出电流流经定子产生电磁力对转子的位移施加影响，状态反馈传感器检测出作动装置的状态信息并反馈至控制器，后者指引功率放大器调节作动装置的电磁力，实现转子的稳定悬浮。电磁轴承主要有三种控制方式：电流控制、电压控制以及磁通控制。三种控制方式主要区别在于选取的线性化模型不同和传递至控制器中的反馈信号不同。电流控制方法基于二阶模型实施简单，但缺乏对电磁力响应速度的有效处理；电压控制方法基于三阶模型，精度高，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于广义控制方式的电磁轴承用集成式数字控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n测量位移信号x、电流信号i、母线电压信号U；/n利用所述母线电压信号U和预先设置的占空比ɑ，计算出每个线圈对应的线圈电压u；/n根据位移信号x、电流信号i、母线电压信号U、线圈电压u和控制对象的物理参数，预先设置控制器的位移比例反馈系数P

【技术特征摘要】
1.一种基于广义控制方式的电磁轴承用集成式数字控制方法，其特征在于，所述方法包括：
测量位移信号x、电流信号i、母线电压信号U；
利用所述母线电压信号U和预先设置的占空比ɑ，计算出每个线圈对应的线圈电压u；
根据位移信号x、电流信号i、母线电压信号U、线圈电压u和控制对象的物理参数，预先设置控制器的位移比例反馈系数Ps、位移积分反馈系数Is、位移微分反馈系数Ds、电流比例反馈系数Pi、电流积分反馈系数Ii、电压比例反馈系数Pu和电压积分反馈系数Iu；
通过调节所述位移比例反馈系数Ps、位移积分反馈系数Is、位移微分反馈系数Ds、为电流比例反馈系数PI、电流积分反馈系数II、电压比例反馈系数Pu和电压积分反馈系数Iu，对电磁轴进行控制。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对电磁轴进行控制，具体包括：
将Pu和Iu设为零，根据所述位移信号x，对位移微分得到速度联立得到状态矢量
根据所述状态矢量矩阵矩阵和输入矢量获得电磁轴承系统的第一状态空间变量其中：Ki为电流刚度、m为转子质量、Ks为位移刚度、i为线圈电流；
根据母线电压信号U，利用公式计算得到电流比例反馈系数Pi；
根据电流比例反馈系数Pi，利用公式Ii＝0.002Pi，计算得到电流积分反馈系数II；
状态空间变量将矩阵的极点配置为可以得到位移比例反馈系数Ps和位移微分反馈系数Ds；
根据Is＝1.5Ps计算得到位移积分反馈系数Is；
根据获得的7个状态反馈系数：位移比例反馈系数Ps、位移积分反馈系数Is、位移微分反馈系数Ds、电流比例反馈系数Pi、电流积分反馈系数Ii、电压比例反馈系数Pu和电压积分反馈系数Iu,实现电流控制方法。


3.根据权利要求1述的方法，其特征在于，所述对电磁轴进行控制，具体包括：
将Pu、Iu以及Is设为零；
根据电感L、位移x、速度线圈电流i、状态矢量矩阵矩阵和输入矢量获得轴承系统的第二状态空间变量其中：



线圈电压u作为输入信号；
基于状态空间变量利用极点配置法选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶本远，郜伟强，李朋宾，刘廷武，杨坤山，刘傲然，李自强，赵熠，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51