[发明专利]一种单自由度磁液双悬浮轴承控制系统及方法

权利要求书

1.一种单自由度磁液双悬浮轴承控制系统，其特征在于：其包括PID控制器、差动式功率放大器、位移传感器、单自由度磁液双悬浮轴承、液压泵、溢流阀、压力表、单向阀、过滤器以及PM流量控制器；

所述PID控制器、差动式功率放大器、单自由度磁液双悬浮轴承、位移传感器依次闭合连接构成电磁闭环控制系统，所述液压泵、溢流阀、压力表、单向阀、过滤器、PM流量控制器和单自由度磁液双悬浮轴承依次连接构成静压控制系统；

所述位移传感器用于检测单自由度磁液双悬浮轴承的转子的偏移量并输出对应模拟量电压U₁，将输出的模拟量电压U₁与轴在中心位置时对应电压U₀进行比较，得到电压差值ΔU，经过PID控制器输出控制电流i，控制电流i经过差动式功率放大器，上线圈电流变为i₀+i_c，下线圈电流变为i₀-i_c，其中i₀是电磁线圈的初始电流，i_c为电流改变值，

由电磁力的计算公式知，

电磁力随电流的该变量ic是唯一确定的，在上述电流产生电磁力的作用下，辅助转子回归原位置；

PM流量控制器依靠单自由度磁液双悬浮轴承支承腔压差的变化，使其内部的金属薄膜产生相应的变形来改变输出流量q，即PM流量控制器为自适应调节，当电磁环调节确定时，静压调节就随之确定，即静压输出流量与电磁调节结果即电流变化量i_c是一一对应的，液压力f液与PM流量控制器输出流量q是一一对应的，在f_电和f_液的共同作用下，转子再次转回至中心位置；

所述电磁闭环控制系统，用于控制单自由度磁液双悬浮轴承电磁支承系统的电流参数，从而改变电磁力；

所述静压控制系统，用于控制单自由度磁液双悬浮轴承静压支承系统的流量参数，从而改变上下支承腔的静压力。

2.根据权利要求1所述的单自由度磁液双悬浮轴承控制系统，其特征在于：在液压泵的油腔压力小于或等于供油压力ps的0.9倍时，供给流量随油腔压力线性增加。

3.根据权利要求1所述的单自由度磁液双悬浮轴承控制系统，其特征在于：所述单自由磁液双悬浮轴承设置有4个径向磁极，每个磁极上绑设有线圈，每两个相邻的磁极构成一个支承单元；每个磁极的底部均设置有一个支承腔，每两个相邻的磁极共用一个进油口或出油口。

4.根据权利要求3所述的单自由度磁液双悬浮轴承控制系统，其特征在于：两对磁极布置在同一安装平面上且相互之间间隔180度。