磁悬浮控制器及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种可以避免铁芯涡电流效应的磁悬浮控制器，其中，所述磁悬浮控制器包括一系统输入端、一电性连接所述系统输入端的减法器、一电性连接所述减法器的控制器、一电性连接所述控制器的驱动悬浮系统，以及一电性连接所述驱动悬浮系统和所述减法器之间的传感器，所述控制器包括涡电流补偿环节和磁悬浮补偿环节。与现有技术相比，本发明专利技术的有益效果是：大大改善了磁悬浮系统的性能，使可靠稳定的控制得以实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其是涉及一种可以避免铁芯涡电 流效应的，涉及磁力驱动及磁悬浮
，尤其涉及使用导 电软磁材料的应用领域。
技术介绍
大多数磁力驱动器，如磁悬浮，通常都是通过电流来产生相应的磁场，进而产生 力。目前，为了增强磁场，一般使用软磁材料。大多数高磁导率、高饱和磁感应强度的软磁 材料为铁磁材料，其具有一定的导电性。然而，当这种材料中磁场变化时，一般都会引起涡 电流。根据楞次定律，引起的涡电流产生的磁通总是抵抗原磁通的变化。这样，会导致磁力 的变化落后于电流的变化，表现为相位的滞后(最高可达46度)和幅度的衰减(在46度 处衰减到原来的1/10)。从而造成不可避免的系统响应滞后，在包含此类部件的系统中有 很大危害，例如在磁悬浮系统中，这种滞后会导致磁悬浮系统无法稳定。磁悬浮系统是本身 为-180度的二阶不稳定系统。磁悬浮系统的控制传统上采用比例_微分控制器。比例-微 分控制器最大提供90度(实际上只能到60度)的相位超前，这样实际上最大只能获得30 度的相位裕度。如果涡电流滞后46度，则最大获得的相位裕度是-16度，根据控制理论，系 统不可能稳定。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术解决的技术问题是提供一种可以避免铁芯涡电流效 应的，该控制器区别于传统的使用比例_微分控制，是通过使 用磁悬浮补偿与涡电流补偿两个环节同时作用，完成磁悬浮的控制，使磁悬浮的相位裕度 满足需求。本专利技术的目的通过提供以下技术方案实现一种磁悬浮控制器，其中，所述磁悬浮控制器包括一系统输入端、一电性连接所述 系统输入端的减法器、一电性连接所述减法器的控制器、一电性连接所述控制器的驱动悬 浮系统，以及一电性连接所述驱动悬浮系统和所述减法器之间的传感器，所述控制器包括 涡电流补偿环节和磁悬浮补偿环节。进一步地，所述磁悬浮系统包含磁悬浮动力学环节与磁悬浮涡电流环节。涡电流补偿环节补偿磁悬浮涡电流环节，而该磁悬浮补偿环节磁悬浮动力学环 节。涡电流补偿和磁悬浮补偿分别有极点N s，《s是系统闭环的极点。所述N=12.4。本专利技术还揭示了一种磁悬浮控制器的控制方法，其中，包括以下步骤第一步、所述系统输入端输入控制信号至减法器；第二步、所述控制信号通过减法器与传感器输出信号做差后，将结果送入控制3器；第三步、所述控制器对所述结果进行控制，并输出为驱动信号；第四步、所述驱动信号驱动磁悬浮系统，并通过所述驱动磁悬浮系统输出其位置 信号至传感器；第五步、所述传感器将所述位置信号转换为传感器输出信号，并送入所述减法器 形成闭环控制。进一步地，所述减法器接收所述控制信号和所述输出信号并计算后输出至所述控 制器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是大大改善了磁悬浮系统的性能，使可靠稳 定的控制得以实现。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明图1为本专利技术最佳实施方式磁悬浮控制器的系统示意图。具体实施例方式以下参照附图说明本专利技术的最佳实施方式。如图1所示，在本专利技术最佳实施方式中，该可以避免铁芯涡电流效应的磁悬浮控 制器包括一系统输入端1、一电性连接所述系统输入端1的减法器2、一电性连接所述减法 器2的控制器3、一电性连接所述控制器3的驱动悬浮系统6，以及一电性连接所述驱动悬 浮系统6和所述减法器2之间的传感器9。其中，所述系统输入端1可输入控制信号，该控制信号通过减法器2与传感器输出 信号12做差，并结果送入控制器3后，经过所述控制器3对该结果进行控制后，输出为驱动 信号10，该驱动信号10即可驱动磁悬浮系统6，该驱动磁悬浮系统6可输出其位置信号11 至传感器9中，并经由传感器9将所述位置信号11转换为传感器输出信号12并送入减法 器2形成闭环控制。其中，所述磁悬浮系统6包含磁悬浮动力学环节8与磁悬浮涡电流环 节7 ；所述控制器3包含涡电流补偿环节4和磁悬浮补偿环节5。该涡电流补偿环节4补偿 磁悬浮涡电流环节7，而该磁悬浮补偿环节5磁悬浮动力学环节8。值得一提的是涡电流补偿4和磁悬浮补偿5分别有极点N s，取N = 12. 4可以 兼顾相位裕度与控制性能的要求。尽管为示例目的，已经公开了本专利技术的优选实施方式，但是本领域的普通技术人 员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本专利技术的范围和精神的情况下，各种改 进、增加以及取代是可能的。权利要求一种磁悬浮控制器，其特征在于所述磁悬浮控制器包括一系统输入端、一电性连接所述系统输入端的减法器、一电性连接所述减法器的控制器、一电性连接所述控制器的驱动悬浮系统，以及一电性连接所述驱动悬浮系统和所述减法器之间的传感器，所述控制器包括涡电流补偿环节和磁悬浮补偿环节。2.如权利要求1所述的磁悬浮控制器，其特征在于所述磁悬浮系统包含磁悬浮动力 学环节与磁悬浮涡电流环节。3.如权利要求2所述的磁悬浮控制器，其特征在于涡电流补偿环节补偿磁悬浮涡电 流环节，而该磁悬浮补偿环节磁悬浮动力学环节。4.如权利要求3所述的磁悬浮控制器，其特征在于涡电流补偿和磁悬浮补偿分别有 极点N s。5.如权利要求4所述的磁悬浮控制器，其特征在于所述N= 12. 4。6.一种如权利要求1所述的磁悬浮控制器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤第一步、所述系统输入端输入控制信号至减法器；第二步、所述控制信号通过减法器与传感器输出信号做差后，将结果送入控制器；第三步、所述控制器对所述结果进行控制，并输出为驱动信号；第四步、所述驱动信号驱动磁悬浮系统，并通过所述驱动磁悬浮系统输出其位置信号 至传感器；第五步、所述传感器将所述位置信号转换为传感器输出信号，并送入所述减法器形成 闭环控制。7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于所述减法器接收所述控制信号和所 述输出信号并计算后输出至所述控制器。全文摘要本专利技术提供了一种可以避免铁芯涡电流效应的磁悬浮控制器，其中，所述磁悬浮控制器包括一系统输入端、一电性连接所述系统输入端的减法器、一电性连接所述减法器的控制器、一电性连接所述控制器的驱动悬浮系统，以及一电性连接所述驱动悬浮系统和所述减法器之间的传感器，所述控制器包括涡电流补偿环节和磁悬浮补偿环节。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是大大改善了磁悬浮系统的性能，使可靠稳定的控制得以实现。文档编号H02N15/00GK101860321SQ201010159370公开日2010年10月13日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日专利技术者尹成科, 陈琛 申请人:苏州同心医疗器械有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁悬浮控制器，其特征在于：所述磁悬浮控制器包括一系统输入端、一电性连接所述系统输入端的减法器、一电性连接所述减法器的控制器、一电性连接所述控制器的驱动悬浮系统，以及一电性连接所述驱动悬浮系统和所述减法器之间的传感器，所述控制器包括涡电流补偿环节和磁悬浮补偿环节。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琛，尹成科，
申请(专利权)人：苏州同心医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]