[发明专利]一种适用于五自由度磁悬浮系统的固定分工控制方法

摘要

本发明公开了一种适用于五自由度磁悬浮系统的固定分工控制方法，该方法通过控制两台电机导通相的电流，将绕组电流重构分解为偏置电流和调浮电流，对系统的两个偏置电流进行固定分工控制，1#电机的偏置电流i1m主控系统的转矩，2#电机的偏置电流i2m主控系统的轴向力，在一个控制周期内，每台电机各自未控的变量由主控该变量的电机根据系统总转矩和总轴向力的要求在下一个控制周期补偿。1#电机未控的轴向力、2#电机未控的转矩在相邻的两个控制周期的值认为相等；径向悬浮力通过调浮电流来调节；从而实现对系统转矩、径向力、轴向力的协调控制，同时实现了转子的五自由度悬浮和转矩输出。

主权项

1.一种适用于五自由度磁悬浮系统的固定分工控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，采用双相三状态的导通方式，依据电机各相的电感曲线选择导通相，选择电感曲线处于上升区的一相绕组导通，提供转矩和悬浮力，选择电感曲线处于上平顶区的一相绕组导通，提供悬浮力；步骤2，对导通相电流进行等效分解，即将导通相电流分成偏置电流和调浮电流，偏置电流控制转矩或轴向力，调浮电流控制径向力；步骤3，由电涡流传感器检测得到每个电机两个径向方向的实际径向位移，即1号电机的实际径向位移α₁、β₁，2号电机的实际径向位移α₂、β₂，将1、2号电机的给定径向位移分别与上述对应的实际径向位移作差，差值经PID调节器得到给定径向力F_α1^*、F_β1^*、F_α2^*、F_β2^*；步骤4，由电涡流传感器检测得到系统实际轴向位移，将给定轴向位移与实际轴向位移作差，再经过PID调节器，得到系统第k个控制周期给定轴向力根据主控转矩电机第k‑1个控制周期的轴向力与计算得到主控轴向力的偏置电流；步骤5，由光电传感器检测得到转子实际转速，将给定转速与实际转速作差，再经过PID调节器，得到系统第k个控制周期给定转速i_n^kth，根据主控轴向力电机第k‑1个控制周期的转矩电流与i_n^kth，计算得到主控转矩的偏置电流；步骤6，由给定径向力F_α1^*、F_β1^*、F_α2^*、F_β2^*，主控轴向力的偏置电流，主控转矩的偏置电流，及转子实际位置角计算得到导通相调浮电流，按照步骤2的等效分解，计算得到绕组电流给定值；步骤7，根据得到的绕组电流给定值，采用电流滞环控制方法，使绕组实际电流实时跟踪给定值，从而产生系统旋转和悬浮所需的转矩和悬浮力，实现旋转速度和径、轴向位移的闭环控制。