本发明专利技术揭示了一种PID控制信号生成方法及系统、磁浮电机智能控制系统及方法、电子设备及存储介质，所述PID控制信号生成系统包括位移误差数据获取模块及PID控制信号生成模块；位移误差数据获取模块用以根据磁浮轴承转子的位移数据及位移参考值得到位移误差数据；PID控制信号生成模块用以将位移误差数据通过模拟PID与数字PID混合控制的方式生成PID控制信号。本发明专利技术提出的PID控制信号生成方法及系统、磁浮电机智能控制系统及方法、电子设备及存储介质，可消除偏大的位移偏移量，实现了磁浮轴承转子的静态悬浮以及um级别位移稳定控制的高速旋转。制的高速旋转。制的高速旋转。
【技术实现步骤摘要】
PID控制信号生成方法及系统、磁浮电机智能控制系统及方法、电子设备及存储介质
[0001]本专利技术属于磁悬浮电机
，涉及一种磁浮电机控制系统，尤其涉及一种磁浮电机PID控制信号生成方法及系统、磁浮电机智能控制系统及方法、电子设备及存储介质。
技术介绍
[0002]磁悬浮轴承通过非接触的电磁力对转子进行支撑，具有机械磨损小、噪声低、寿命长、无需润滑、无油污染、功耗低、临界转速高、使用寿命长及可靠性高等优点，已经成功应用于离心式鼓风机、透平机械、风光发电机、储能飞轮、人工心脏等很多场合，突显出传统轴承无法比拟的优势。
[0003]控制磁浮轴承的磁浮轴承控制器，包括外环位移控制和内环电流控制，外环通过检测位移信号的变换，通过调节器和电流的控制作用，在内磁铁线圈中产生轴承控制电流，从而产生电磁控制力来实现转轴的稳定悬浮，保持转子和定子之间无机械接触。因此，位移信号、电流信号是磁悬浮轴承控制器的决定性变量。
[0004]目前，磁悬浮轴承控制器的结构较为复杂，在轴磁浮高速及其精密控制方面，采用的是单纯PID控制算法的控制器，对于参数的设置和调节也多采用多圈模拟电位器及分立式示波器监测的方式实现，存在人工配平困难和模拟控制器参数调整的工作量工作量巨大等缺陷，这极大地限制了控制器的性能。由于模拟电位器的稳定性低，精度差，调试繁琐，工作效率低下，使得轴承转子的悬浮精度差，易失稳，从业影响电机的运行的可靠性。
[0005]有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的磁悬浮电机PID控制方式，以便克服现有磁悬浮电机PID控制方式存在的上述至少部分缺陷。
技术实现思路
[0006]本专利技术提供一种PID控制信号生成方法及系统、磁浮电机智能控制系统及方法、电子设备及存储介质，可消除偏大的位移偏移量，实现了磁浮轴承转子的静态悬浮以及um级别位移稳定控制的高速旋转。
[0007]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，采用如下技术方案：
[0008]一种磁浮电机PID控制信号生成方法，所述PID控制信号生成方法包括：
[0009]根据磁浮轴承转子的位移数据及位移参考值得到位移误差数据，将位移误差数据通过模拟PID与数字PID混合控制的方式生成PID控制信号。PID控制的表达式为：
[0010]其中，K
p
为比例增益，K
p
与比例度成倒数关系，Tt为积分时间常数，T
D
为微分时间常数，u(t)为PID控制器的输出信号，e(t)为给定值r(t)与测量值误差，K
d
为数字PID增益。
[0011]根据本专利技术的另一个方面，采用如下技术方案：一种磁浮电机PID控制信号生成系
统，所述PID控制信号生成系统包括：
[0012]位移误差数据获取模块，用以根据磁浮轴承转子的位移数据及位移参考值得到位移误差数据；
[0013]PID控制信号生成模块，用以将位移误差数据通过模拟PID与数字PID混合控制的方式生成PID控制信号。PID控制的表达式为：其中，K
p
为比例增益，K
p
与比例度成倒数关系，T
t
为积分时间常数，T
D
为微分时间常数，u(t)为PID控制器的输出信号，e(t)为给定值r(t)与测量值误差，K
d
为数字PID增益。
[0014]根据本专利技术的又一个方面，采用如下技术方案：一种磁浮电机智能控制系统，所述磁浮电机智能控制系统包括：
[0015]位移传感器，用以感应磁浮轴承转子的位移数据；
[0016]位移反馈模块，用以将所述位移传感器感应的磁浮轴承转子的位移数据反馈至PID控制信号生成模块；
[0017]位移误差数据获取模块，用以根据磁浮轴承转子的位移数据及位移参考值得到位移误差数据；
[0018]PID控制信号生成模块，用以将所述位移误差数据获取模块获取的位移误差数据通过模拟PID与数字PID混合控制的方式生成PID控制信号；PID控制的表达式为：其中，K
p
为比例增益，K
p
与比例度成倒数关系，T
t
为积分时间常数，T
D
为微分时间常数，u(t)为PID控制器的输出信号，e(t)为给定值r(t)与测量值误差，K
d
为数字PID增益；
[0019]执行模块，用以接收所述PID控制信号生成模块生成的PID控制信号，并根据接收的PID控制信号执行对磁浮轴承转子位置的调节。
[0020]作为本专利技术的一种实施方式，所述执行模块与PID控制信号生成模块协同工作，将轴承转子的机械位置、电涡流传感器反应的位移位置及调节轴承线圈输出电流值偏移度三者合为一点。
[0021]根据本专利技术的又一个方面，采用如下技术方案：一种磁浮电机智能控制方法，所述磁浮电机智能控制方法包括：
[0022]位移感应步骤；感应磁浮轴承转子的位移数据；
[0023]位移反馈步骤；将所述位移感应步骤感应的磁浮轴承转子的位移数据反馈至PID控制信号生成模块；
[0024]位移误差数据获取步骤；根据磁浮轴承转子的位移数据及位移参考值得到位移误差数据；
[0025]PID控制信号生成步骤；将位移误差数据获取步骤获取的位移误差数据通过模拟PID与数字PID混合控制的方式生成PID控制信号；PID控制的表达式为：其中，K
p
为比例增益，K
p
与比例度成倒数关系，T
t
为积分时间常数，T
D
为微分时间常数，u(t)为PID控制器的输出信号，e(t)为给定值r(t)与测量值误差，K
d
为数字PID增益；
[0026]执行步骤；接收所述PID控制信号生成步骤生成的PID控制信号，并根据接收的PID控制信号执行对磁浮轴承转子位置的调节。
[0027]作为本专利技术的一种实施方式，所述执行步骤与PID控制信号生成步骤协同工作，将轴承转子的机械位置、电涡流传感器反应的位移位置及调节轴承线圈输出电流值偏移度三者合为一点。
[0028]根据本专利技术的又一个方面，采用如下技术方案：一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0029]根据本专利技术的又一个方面，采用如下技术方案：一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0030]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出的PID控制信号生成方法及系统、磁浮电机智能控制系统及方法、电子设备及存储介质，可消除偏大的位移偏移量，实现了磁浮轴承转子的静态悬浮以及um级别位移稳定控制的高速旋转。
[0031]本专利技术采用模拟PID和数字PID相混合的多通道控制方法，达到磁悬浮电机的“三心合一”(即轴承转子的机械位置、电涡流本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种PID控制信号生成方法，其特征在于，所述PID控制信号生成方法包括：根据磁浮轴承转子的位移数据及位移参考值得到位移误差数据，将位移误差数据通过模拟PID与数字PID混合控制的方式生成PID控制信号；PID控制的表达式为：其中，K
p
为比例增益，K
p
与比例度成倒数关系，T
t
为积分时间常数，T
D
为微分时间常数，u(t)为PID控制器的输出信号，e(t)为给定值r(t)与测量值误差，K
d
为数字PID增益。2.一种PID控制信号生成系统，其特征在于，所述PID控制信号生成系统包括：位移误差数据获取模块，用以根据磁浮轴承转子的位移数据及位移参考值得到位移误差数据；PID控制信号生成模块，用以将位移误差数据通过模拟PID与数字PID混合控制的方式生成PID控制信号；PID控制的表达式为：其中，K
p
为比例增益，K
p
与比例度成倒数关系，T
t
为积分时间常数，T
D
为微分时间常数，u(t)为PID控制器的输出信号，e(t)为给定值r(t)与测量值误差，K
d
为数字PID增益。3.一种磁浮电机智能控制系统，其特征在于，所述磁浮电机智能控制系统包括：位移传感器，用以感应磁浮轴承转子的位移数据；位移反馈模块，用以将所述位移传感器感应的磁浮轴承转子的位移数据反馈至PID控制信号生成模块；位移误差数据获取模块，用以根据磁浮轴承转子的位移数据及位移参考值得到位移误差数据；PID控制信号生成模块，用以将所述位移误差数据获取模块获取的位移误差数据通过模拟PID与数字PID混合控制的方式生成PID控制信号；PID控制的表达式为：其中，K
p
为比例增益，K
p
与比例度成倒数关系，T
t
为积分时间常数，T
D
为微分时间常数，u(t)为PID控制器的输出信号，e(t)为给定值r(t)与测量值误差，K
【专利技术属性】
技术研发人员：岑立清，万国良，周金地，
申请(专利权)人：上海恺雷自控系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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