[发明专利]一种径向主动磁轴承控制器及构造方法

权利要求书

1.一种径向主动磁轴承控制器，包括神经网络逆容错解耦控制器、功率放大器以及径向主动磁轴承系统，其特征在于，所述神经网络逆容错解耦控制器由线性闭环控制器、逆模型库和电流变换器组成；所述线性闭环控制器由两个附加控制器并联组成；所述逆模型库由正常逆模型和故障逆模型并联组成，正常逆模型由第一神经网络和4个积分器组成，故障逆模型由第二神经网络和另外4个积分器组成；所述电流变换器由第一电流变换器和故障电流变换器并联组成；所述逆模型库与电流变换器、功率放大器以及径向主动磁轴承系统相串联构成伪线性系统；所述径向主动磁轴承系统输入端连接电流故障检测切换模块，电流故障检测切换模块输出分别连接电流变换器和逆模型库。

2.如权利要求1所述的一种径向主动磁轴承控制器的构造方法，其特征在于，具有以下步骤：

1）当径向主动磁轴承系统没有发生故障时，由电流故障检测切换模块选择正常逆模型和第一电流变换器串联在功率放大器之前，根据给点位移x^*与反馈位移x经第一附加控制器计算反馈位移x的一阶和二阶导数，根据给点位移y^*与反馈位移y经第二附加控制器计算反馈位移y的一阶和二阶导数，将反馈位移x的二阶导数和反馈位移y的二阶导数分别作为第一附加控制器和第二附加控制器的输出信号并作为正常逆模型的输入信号，正常逆模型的输出信号为位移控制电流i_x和i_y，经第一电流变换器变换为径向主动磁轴承系统的线圈电流i₁，i₂，i₃，i₄，i₅和i₆，输出给功率放大器，功率放大器驱动径向主动磁轴承系统正常悬浮运行，根据反馈位移x和反馈位移y响应分别调节第一附加控制器和第二附加控制器的参数；

2）当径向主动磁轴承系统某一相发生故障时，由电流故障检测切换模块选择故障逆模型和故障电流变换器串联在功率放大器之前，根据给点位移x^*与反馈位移x经第一附加控制器计算反馈位移x的一阶和二阶导数，根据给点位移y^*与反馈位移y经第二附加控制器计算反馈位移y的一阶和二阶导数，将反馈位移x的二阶导数和反馈位移y的二阶导数分别作为第一附加控制器和第二附加控制器的输出信号并作为故障逆模型的输入信号，故障逆模型的输出信号为位移控制电流i’_x和i’_y，经故障电流变换器变换为径向主动磁轴承系统的线圈电流i’₁，i’₂，i’₃，i’₄，i’₅和i’₆，输出给功率放大器，功率放大器驱动径向主动磁轴承系统带故障悬浮运行，获得容错控制，不改变第一附加控制器和第二附加控制器的参数。

3.根据权利要求2所述的一种径向主动磁轴承控制器的构造方法，其特征在于，所述步骤1）正常逆模型的构造方法为采用具有6个输入节点、2个输出节点的神经网络加4个积分器s^-1构成，神经网络的输出就是正常逆模型的输出，其中：神经网络的第一个输入为正常逆模型的第一个输入，其经第一个积分器s^-1的输出为神经网络的第二个输入，再经第二个积分器为神经网络的第三个输入；神经网络的第四个输入为正常逆模型的第二个输入，其经第三个积分器s^-1的输出为神经网络的第五个输入，再经第四个积分器为神经网络的第六个输入。

4.根据权利要求2所述的一种径向主动磁轴承控制器的构造方法，其特征在于，所述步骤2）故障逆模型的构造方法为采用具有6个输入节点、2个输出节点的神经网络加4个积分器s^-1构成，神经网络的输出就是故障逆模型的输出，其中：神经网络的第一个输入为故障逆模型的第一个输入，其经第一个积分器s^-1的输出为神经网络的第二个输入，再经第二个积分器为神经网络的第三个输入；神经网络的第四个输入为故障逆模型的第二个输入，其经第三个积分器s^-1的输出为神经网络的第五个输入，再经第四个积分器为神经网络的第六个输入。

5.根据权利要求1至4之一所述的一种径向主动磁轴承控制器的构造方法，其特征在于，所述步骤2）故障电流变换器的电流变换表达式为：

i1′i2′i3′i4′i5′i6′=000001100000010000001000000100000010i1i2i3i4i5i6.]]>