[发明专利]一种磁悬浮轴承及其控制方法和系统

说明书

本申请适用于磁悬浮轴承技术领域，提供一种磁悬浮轴承及其控制方法和系统，通过对执行器的输入电流进行采样，获得采样电流数据；获取采样电流数据的电流最大分量谐波频率；当电流最大分量谐波频率大于预设起始频率时，对转子的位移进行采样，获得采样位移；获取采样位移数据的位移最大分量谐波频率；根据电流最大分量谐波频率和位移最大分量谐波频率，获得谐波抑制频率；通过自适应平衡算法根据谐波抑制频率，获得前馈补偿量；根据前馈补偿量对执行器的输入电流进行补偿，以驱动转子，可以抑制执行器的输入电流中与转子的转速同频的电流分量，减小功率放大器的输出电流，减小功率放大器的电流应力和输出损耗，使转子绕自身的惯性主轴旋转，减小转子位移的同步振动，维持控制系统的稳定性。

技术领域

本申请属于磁悬浮轴承技术领域，尤其涉及一种磁悬浮轴承及其控制方法和系统。

背景技术

磁悬浮轴承包含定子、转子、轴承、位移传感器、控制器和执行器等部件，执行器包括磁轴承和功率放大器。由于转子在制造过程中存在公差，导致转子的质心与几何中心偏移、与位移传感器的检测平面存在偏差，又由于轴承在安装过程中存在误差，导致整个磁悬浮轴承的几何中心与质心不重合，使得当转子在高速旋转时，会在磁悬浮轴承的控制系统中引入不平衡量，在位移反馈信号中带来与转速同频的不平衡干扰信号，从而在执行器的输入电流中也会引入同频分量，增加功率放大器的输出电流，引起转子位移振荡，甚至导致整个控制系统失去稳定性。

发明内容

本申请实施例提供了一种磁悬浮轴承及其控制方法和系统，能够抑制执行器的输入电流中与转子的转速同频的电流分量，减小功率放大器的输出电流，从而使转子绕自身的惯性主轴旋转，维持控制系统的稳定性。

本申请实施例的第一方面提供了一种磁悬浮轴承的控制方法，包括：

对执行器的输入电流进行采样，获得采样电流数据；

获取所述采样电流数据的电流最大分量谐波频率；

当所述电流最大分量谐波频率大于预设起始频率时，对转子的位移进行采样，获得采样位移数据；

获取所述采样位移数据的位移最大分量谐波频率；

根据所述电流最大分量谐波频率和所述位移最大分量谐波频率，获得谐波抑制频率；

通过自适应平衡算法根据所述谐波抑制频率，获得前馈补偿量；

根据所述前馈补偿量对所述执行器的输入电流进行补偿，以驱动转子。

本申请实施例的第二方面提供了一种磁悬浮轴承的控制系统，包括：

电流采样单元，用于对执行器的输入电流进行采样，获得采样电流数据；

第一频率获取单元，用于获取所述采样电流数据的电流最大分量谐波频率；

位移采样单元，用于当所述电流最大分量谐波频率大于预设起始频率时，对转子的位移进行采样，获得采样位移数据；

第二频率获取单元，用于获取所述采样位移数据的位移最大分量谐波频率；

第三频率获取单元，用于根据所述电流最大分量谐波频率和所述位移最大分量谐波频率，获得谐波抑制频率；

补偿量获取单元，用于通过自适应平衡算法根据所述谐波抑制频率，获得前馈补偿量；

前馈补偿单元，用于根据所述前馈补偿量对所述执行器的输入电流进行补偿，以驱动转子。

本申请实施例的第三方面提供了一种磁悬浮轴承，包括转子、位移传感器、电流传感器、执行器、存储器、控制器以及存储在所述存储器中并可在所述控制器上运行的计算机程序，所述控制器执行所述计算机程序时实现本申请实施例的第一方面所述磁悬浮轴承的控制方法的步骤。