[发明专利]一种高性能、集成化磁悬浮飞轮磁轴承数字控制装置

摘要

一种高性能、集成化磁悬浮飞轮磁轴承数字控制装置，是一种能够用来对磁悬浮飞轮磁轴承系统进行主动控制的控制装置，其主要包括接口电路、模数转换芯片、FPGA模块、DSP模块。该装置通过接口电路和模数转换芯片获取磁轴承转子位移信号、线圈电流、转速信号数据，DSP模块按照一定的控制算法生成控制量传给FPGA模块，FPGA模块根据控制量和电流信号进行PWM调制，PWM信号传送到全桥式换能电路，生成磁轴承线圈所需的控制电流，从而实现对磁悬浮飞轮磁轴承系统的主动控制。本发明不但具备很强的数据处理能力，而且实现了磁悬浮飞轮磁轴承数字控制器与数字功放的集成化设计，使得磁轴承控制器的集成度大大提高。

主权项

1、一种高性能、集成化磁悬浮飞轮磁轴承数字控制装置，其特征在于：包括：输入信号接口电路(14)：与电流信号模数转换芯片(19)和位移信号模数转换芯片(12)，用于将输入的位移和电流信号转换成0～5V的电压信号，并且将转子转速信号转换成0～3.3V的方波信号；电流信号模数转换芯片(19)和位移信号模数转换芯片(12)：与FPGA模块(7)相接，用于对电流和位移信号进行采样，得到数字化的电流和位移信号；DSP模块(8)：与FPGA模块(7)相接，对FPGA模块(7)采样得到的位移信号和转速信号进行运算处理，得到功率模块所需的控制量；FPGA模块(7)：控制电流和位移信号的采样；根据DSP给定的控制量结合电流采样信号进行PWM调制；根据测速逻辑进行转速测量；磁轴承线圈电流超过限制时对PWM信号进行处理，保护功率模块；功率模块：根据FPGA模块(7)给定的控制量驱动相应的全桥式换能电路，从而控制磁悬浮飞轮线圈的电流跟随控制量变化。