[发明专利]基于坐标变换的径向主动磁悬浮轴承容错控制方法有效
| 申请号： | 200910030720.1 | 申请日： | 2009-04-10 |
| 公开（公告）号： | CN101621268A | 公开（公告）日： | 2010-01-06 |
| 发明（设计）人： | 徐龙祥;崔东辉 | 申请（专利权）人： | 南京航空航天大学 |
| 主分类号： | H02N15/00 | 分类号： | H02N15/00 |
| 代理公司： | 南京经纬专利商标代理有限公司 | 代理人： | 许 方 |
| 地址： | 210016江*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 基于 坐标 变换 径向 主动 磁悬浮 轴承 容错 控制 方法 | ||
技术领域
发明涉及一种基于坐标变换的径向主动磁悬浮轴承容错控制方法，属于径向主动磁悬浮轴承控制的技术领域。
背景技术
主动磁悬浮轴承是一种通过可控电磁力实现转子稳定支承的新型轴承。其主要特征就是通过一套闭环控制系统使得转子在定子磁力作用下稳定悬浮于定子磁极中心，使得转子和定子之间没有接触，并由此带来无需润滑、无需密封、可以高速旋转、可以在极端温度条件和真空环境下工作等优点，而且其支承刚度和阻尼可控，利用这个优点可以实现转子在工作转速范围内避开临界转速或者在过临界转速时优化阻尼系数，减小振动。因此主动磁悬浮轴承是一种高性能轴承，具有广阔的应用前景。主动磁悬浮轴承作为一种先进的工业技术，正逐渐走出实验室，应用到实际的工业设备上。主动磁悬浮轴承目前主要应用在透平机械上，如涡轮分子泵、储能飞轮和压缩机。目前，国际上一个主要研究方向是将主动磁悬浮轴承应用到航空发动机上；另一个研究热点是将主动磁悬浮轴承用于核能涡轮发电设备。随着主动磁悬浮轴承应用范围的逐步扩展，主动磁悬浮轴承的可靠性也变得越来越重要。主动磁悬浮轴承是典型的机电一体化设备，其失效方式包括软件故障、电路系统故障和机械系统故障。软件故障如程序运行时异常，程序寻址错误等；电路系统故障包括电源系统故障、芯片功能异常、位移传感器失效、位移传感器信号被磁悬浮轴承工作磁场干扰、励磁线圈断裂等。机械系统包括转子发生裂纹等。任何一个环节失效都会导致主动磁悬浮轴承失效。主动磁悬浮轴承的可靠性已经成为其广泛应用的一大障碍。
从20世纪90年代开始很多研究人员开始进行磁悬浮轴承执行器的容错控制的研究工作，试图在部分功放或者励磁线圈发生故障后仍然可以保持转子的稳定悬浮。1995年，Eric H.Maslen和David C.Meeker针对径向磁悬浮轴承提出了偏置电流线性化理论，并将该理论用于径向主动磁悬浮轴承的容错控制。
下面以磁路耦合的六极径向磁悬浮轴承为例阐述偏置电流线性化理论。磁路耦合的六极径向磁悬浮轴承及其等效磁路如图1所示。图1所示的径向磁悬浮轴承的磁路方程为：
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