磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统及控制方法。该系统包括磁悬浮轴承转子装置、控制器和功率放大器、与所述磁悬浮轴承转子装置中的转子连接并且同步运动的推力盘、传感器组件、故障诊断模块以及容错控制模块。所述传感器组件包括径向位移传感器和复合位移传感器。本发明专利技术通过复用复合位移传感器，将其作为一个冗余位移传感器，节省了硬件成本，且容错控制算法易于实现；通过增设复合位移传感器以及传感器组件之间的功能复用，实现多重冗余，提高系统可靠性。对非差动的两个传感器的位移测量值进行坐标变换可得到径向两个自由度的位移值，由此实现传感器容错控制，提高系统可靠性。提高系统可靠性。提高系统可靠性。

【技术实现步骤摘要】
磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及传感器容错控制
，尤其涉及一种磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]磁悬浮轴承具有低损耗、无需润滑和无接触等优点，近年来得到了越来越广泛的应用。
[0003]磁悬浮轴承转子系统由转子、位移传感器、控制器、功率放大器和磁轴承本体组成。位移传感器将转子位移值传递给控制器，控制器计算得到控制电流信号后驱动功率放大器产生控制电流，控制电流通入电磁铁线圈产生的电磁力作用在转子上维持转子悬浮在预设位置。
[0004]在一般的主动磁轴承系统中为了实现系统的闭环反馈控制，必须在电磁轴承的每个自由度上至少装配一个位移传感器进行转子位移信号的实时检测。为了避免位移传感器故障引起的电磁轴承失效问题，提高系统的可靠性，已有的容错控制方法主要包括在各个自由度上配置冗余数量的传感器，或者通过自传感的方法从电磁轴承线圈电压和电流信号中提取转子位移估计信号。
[0005]已有的传感器容错控制方法中冗余的传感器在正常情况下均处于备用状态，未能实现功能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统，包括磁悬浮轴承转子装置、控制器和功率放大器，其特征在于：还包括与所述磁悬浮轴承转子装置中的转子连接并且同步运动的推力盘、传感器组件、故障诊断模块以及容错控制模块；所述传感器组件包括若干个用于测量转子位移数据的径向位移传感器和用于测量推力盘位移数据的复合位移传感器；所述复合位移传感器和所述径向位移传感器相互不共平面设置。2.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统，其特征在于：若干个所述径向位移传感器共平面设置，以所述磁悬浮轴承转子装置中转子圆心为原点、在垂直于转子中轴线的平面上建立平面直角坐标系，所述径向位移传感器包括设置于X轴正负方向上且相互对称设置的第一径向位移传感器、设置于Y轴正负方向上且相互对称设置的第二径向位移传感器，以及第三径向位移传感器。3.根据权利要求2所述的磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统，其特征在于：所述第三径向位移传感器与转子圆心所形成的第一连接线与X轴或Y轴均不重合。4.根据权利要求3所述的磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统，其特征在于：所述推力盘外圆边沿等间距设置有若干个凹槽，所述复合位移传感器设置于所述推力盘径向方向的外侧，用于测量其与推力盘之间的表面距离，通过容错控制模块的数据处理，能够同时得到转子径向位移信息与转子旋转位置角信息。5.根据权利要求4所述的磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统，其特征在于：所述复合位移传感器与推力盘圆心所形成的第二连接线和所述第三径向位移传感器与转子圆心所形成的第一连接线异面设置，不平行也不相交；所述第二连接线与X轴和Y轴均不平行也不相交。6.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统，其特征在于：所述容错控制模块包括滤波模块和位移计算模块；所述滤波模块对复合位移传感器的测量值进行滤波处理，得到推力盘边沿非凹槽部分的有效位移；所述位移计算模块根据传感器故障形式得到各自由度位移计算值。7.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统，其特征在于：所述故障诊断模块对所述复合位移传感器、所述径向位移传感器的测量值进行综合采样分析，判断传感器是否发生故障。8.根据权利要求1所述的磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统，其特征在于：所述磁悬浮轴承转子装置为永磁偏置混合磁轴承转子装置、纯电励磁磁轴承转子装置中...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏振中，刘奇，姜豪，吴超，李志，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：