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[发明专利]一种三自由度径向-轴向一体化混合磁轴承-CN201911095023.4在审
发明人： 韩邦成;彭松;张旭;郑世强;贺赞 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2019-11-11 - 公布日： 2020-02-28 - 主分类号： F16C32/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种三自由度径向‑轴向一体化混合磁轴承，由永磁体、径向导磁环、径向定子铁心、径向线圈、转子铁心、转子轴、推力盘，轴向定子铁心、轴向线圈、轴向导磁环组成。径向定子铁心有四个磁极，每个磁极上绕制有激磁线圈，推力盘和转子一体化加工，推力盘安装在轴向定子铁心外部。永磁体同时提供轴向和径向的偏置磁场，径向线圈产生控制磁通与径向偏置磁通叠加实现径向的二自由度悬浮，轴向线圈产生控制磁通与轴向偏置磁通叠加控制推力盘实现轴向出力，进而控制三个方向自由度。本发明相比现有混合磁轴承减少了径向定子铁心个数，缩短了磁轴承系统轴向长度，具有质量小，体积小，功耗小，结构紧凑，能输出更大力矩和提高磁悬浮转子系统抗干扰能力的优点。
一种自由度径向轴向一体化混合磁轴

[发明专利]一种基于改进型重复控制器的电机电流谐波抑制装置及方法-CN201810434936.3有效
发明人：宋欣达;武永燎;韩邦成;郑世强;李红 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-05-09 - 公布日： 2020-02-11 - 主分类号： H02P21/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于改进型重复控制器的电机电流谐波抑制装置及方法，首先通过坐标变换，将存在于电机本体坐标系中的定子谐波电流转换到dq电机同步坐标系，然后通过在电流环上嵌入改进型重复控制器，利用重复控制器在特定频率点处的高增益对电流环中的高次电流谐波进行抑制，从而实现对存在于电机本体坐标系中定子谐波电流的抑制。本发明可以对定子电流中的一系列6k±1(k＝1,2,…)次谐波分量进行有效抑制，并且，改进型重复控制器的嵌入不需要对原系统参数做任何更改，提高了整体控制算法的灵活性。
重复控制器改进型谐波抑制装置电机本体电机电流谐波电流电流环嵌入同步坐标系定子电流有效抑制整体控制坐标变换次电流次谐波高增益频率点原系统算法谐波电机转换

[发明专利]一种基于复系数法的磁悬浮扁平转子系统章动频率解析方法-CN201710940154.2有效
发明人：郑世强;杨景裕;周冲;韩邦成;刘刚 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2017-10-11 - 公布日： 2020-02-11 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于复系数法的磁悬浮扁平转子系统章动频率解析方法，根据欧拉运动学方程，通过对磁悬浮扁平转子系统转动动力学建模分析，建立控制系统参数及转速与转动运动间的关系，利用复系数法，将二自由度转动动力学方程表示为单自由度复变量特征方程，通过变量重构建立阻尼振动频率特征方程，根据章动模态与转子转速同向的特点，获得章动频率与控制系统参数和转速间的解析关系。该方法计算简单，容易实现，可较精确的解算分散PID控制下章动模态频率，提高了章动模态的控制针对性和效率。
一种基于系数磁悬浮扁平转子系统章动频率解析方法

[发明专利]一种SERF原子磁强计的一体化表头装置-CN201910923541.4在审
发明人：张宁;韩邦成;丁铭;陆吉玺;赵俊鹏;杨可;马丹跃;邢博铮 -专利权人：之江实验室
申请日： 2019-09-27 - 公布日： 2020-01-03 - 主分类号： G01R33/032 文献下载
摘要：本发明公开了一种SERF原子磁强计的一体化表头装置，针对SERF磁强计表头气室所需光学激发检测和高温加热需求，对激发、检测、加热和隔热等关键部件进行一体化设计，通过可调反射镜结构将激发光与检测光平行入射来大幅缩减表头体积，并利用紧密配合结构固定碱金属气室周围部件，减小了SERF磁强计表头体积，提高了激发、检测装置调试效率，同时降低了加热装置与外界环境热传导。本发明将为小型化SERF磁强计阵列和SERF磁场测量研究提供高可靠性、高稳定性的表头装置。
表头磁强计气室碱金属可调反射镜一体化设计原子磁强计磁场测量调试效率高可靠性高温加热高稳定性关键部件光学激发加热装置检测装置紧密配合外界环境周围部件激发光检测光热传导隔热激发检测减小入射加热平行一体化研究

[发明专利]一种磁悬浮分子泵转子极小位移主动控制方法-CN201810285534.1有效
发明人：郑世强;王灿;韩邦成;宋欣达;孟云平;陈诚;周冲 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-04-03 - 公布日： 2020-01-03 - 主分类号： F04D19/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种磁悬浮分子泵转子极小位移主动控制方法。通过分析磁悬浮转子系统不平衡振动形成机理，建立磁悬浮转子系统的广义被控对象数学模型。基于线性自抗扰控制原理设计各通道控制器，将系统的不平衡振动视为一种外部扰动，利用线性扩展状态观测器对扰动进行实时估计并补偿，使得控制信号中叠加了幅值和相位合适的同频补偿信号以抵消转子不平衡激振力，实现转子绕几何轴高速高精度旋转，从而达到磁悬浮转子系统极小位移主动控制的目的。与传统控制方法相比，该方法参数调理简单，易于实现，能大幅减小位移信号中的转速同频分量，转子涡动半径小，旋转精度高，对提高磁悬浮转子系统性能和可靠性有重要意义。
磁悬浮转子系统主动控制小位移磁悬浮分子泵不平衡振动转子转子极同频不平衡激振力通道控制器状态观测器自抗扰控制被控对象补偿信号传统控制方法参数控制信号实时估计数学模型外部扰动位移信号线性扩展原理设计重要意义转子涡动扰动几何轴调理减小叠加抵消分析

[发明专利]基于三相开关式霍尔位置传感器的永磁电机转子位置与速度估算系统及方法-CN201810532067.8有效
发明人： 韩邦成;赵远洋;陈宝栋;郑世强;贺赞 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-05-29 - 公布日： 2019-11-12 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于三相开关式霍尔位置传感器的永磁电机转子位置与速度估算系统及方法，是为了解决霍尔信号不对称引起电机转子估算位置及速度波动的现象。本发明的基于霍尔传感器的永磁电机转子位置及速度估算方法首先将三相霍尔信号经过3/2坐标变换转换为包含有转子位置信息的霍尔旋转矢量；然后将同频跟踪滤波器分别作用于霍尔旋转矢量的两个正交分量，滤除其中的高频干扰，得到与转子位置相关的基频信号；接着利用正交锁相环提取出精确的转子位置与速度信息，从而进行电流和转速双闭环矢量控制。本发明实施过程简单，估计精度好，提高了系统的可靠性，用于基于三相霍尔位置传感器的永磁电机矢量控制。
霍尔位置传感器永磁电机转子速度估算系统霍尔信号三相开关矢量控制旋转矢量转子位置霍尔转子位置信息跟踪滤波器霍尔传感器转速双闭环转子高频干扰估算位置基频信号速度波动速度估算速度信息永磁电机正交分量坐标变换锁相环滤除同频正交转换

[发明专利]一种SERF磁强计光频移虚拟磁场抑制实验装置及方法-CN201910560724.4在审
发明人： 韩邦成;丁中亚;周斌权;池浩湉 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2019-06-26 - 公布日： 2019-11-08 - 主分类号： G01R33/032 文献下载
摘要：一种SERF磁强计光频移虚拟磁场抑制实验装置及方法，通过光纤分束器与波长计的组合，能够通过调整或多次设定抽运光频率来对光频移的中心频率进行测量，然后将抽运光调谐至中心频率，以消除光频移及其所产生的磁场，从而避免光频移虚拟磁场影响磁强计工作。
光频虚拟磁场磁强计实验装置中心频率抽运光调谐光纤分束器波长计频移磁场测量

[发明专利]一种基于双电平功放永磁偏置混合磁轴承控制系统及无位移传感器检测方法-CN201810143978.1有效
发明人：房建成;姜寅啸;郑世强;王坤;韩邦成 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-02-12 - 公布日： 2019-10-25 - 主分类号： F16C32/04 文献下载
摘要：本发明涉及了一种基于双电平功放永磁偏置混合磁轴承控制系统及无位移传感器检测方法，控制系统包括双电平PWM开关功放，X+向磁轴承，X‑向磁轴承，数字控制器DSP，位移自检测电路；位移自检测电路，包括桥式检测电路，信号解调电路和滤波电路；本发明针对永磁偏置的磁轴承系统，去掉传统的物理传感器，通过检测线圈中点电压以及硬件解调来实现位移的检测，简化了磁轴承系统，提高了磁轴承系统的稳定性。
磁轴承系统控制系统永磁偏置功放无位移传感器混合磁轴承自检测电路磁轴承检测桥式检测电路信号解调电路数字控制器物理传感器检测线圈滤波电路硬件解调中点电压传统的

[发明专利]一种永磁同步电机转子位置检测方法-CN201810070665.8有效
发明人：刘刚;张海峰;郑世强;韩邦成;毛琨;陈宝栋;陈诚 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-01-25 - 公布日： 2019-10-15 - 主分类号： H02P6/182 文献下载
摘要：本发明公开了一种永磁同步电机转子位置检测方法，属于永磁同步电机控制的技术领域。该方法首先测量永磁同步电机的相电压和相电流，并通过坐标变换将相电压和相电流变换到同步参考坐标系中；然后利用电压方程得到估计的相电流，并利用测量电流与估计的电流的误差调整为电机的反电动势，实现对电机反电动势的重构；最后利用重构得到的反电动势使用一种新型变换实现对电机转子位置的检测。本发明的永磁同步电机转子位置检测方法具有结构简单，鲁棒性强，稳定性好的优点，同时本发明的新型变换的使用，消除了传统锁相环的相移，并提高了位置检测的快速性。
位置检测永磁同步电机转子反电动势相电流永磁同步电机相电压重构电机电机转子位置参考坐标系测量电流电压方程误差调整坐标变换快速性鲁棒性锁相环相移测量检测

[发明专利]一种磁悬浮反作用飞轮装置-CN201710260005.1有效
发明人： 韩邦成;郑世强;李海涛;刘刚;乐韵 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2017-04-20 - 公布日： 2019-09-03 - 主分类号： H02K7/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种磁悬浮反作用飞轮装置，可作为卫星、对地观测平台、空间望远镜等航天器的姿态控制执行机构，主要由轮体、外壳、底座、径向磁悬浮轴承、轴向被动磁悬浮轴承、保护轴承、位置传感器、电机部件组成。采用磁悬浮轴承对飞轮转子进行五自由度非接触悬浮，并由电机驱动飞轮转子绕转轴旋转，输出控制力矩，径向磁悬浮轴承控制转子径向平动，轴向磁悬浮轴承控制转子的径向转动和轴向平动。本发明各个组件布局合理、紧凑，减小了体积，减轻了重量，消除了机械轴承飞轮的转速过零摩擦力和机械磨损，提高了飞轮的控制精度和使用寿命。
一种磁悬浮反作用飞轮装置

[发明专利]一种磁轴承用位移传感器标定和检测装置-CN201710857267.6有效
发明人： 韩邦成;陈玉林;于洋泽;贺赞;赵远洋;郑世强 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2017-09-21 - 公布日： 2019-09-03 - 主分类号： G01B21/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种磁轴承用位移传感器的标定和检测装置，通过利用数据采集卡配合软件平台labview对位移传感器中调偏和放大模块的输入电平进行数据采集、分析和计算，就能得到需要标定的电阻值信息并匹配成标准电阻值显示到labview前面板中，与此同时该系统还能快速对已标定的位移传感器进行检测，并将检测结果输出到labview前面板中。该装置操作简单，容易实现，并且能够同时标定和检测8路位移传感器，给位移传感器的标定以及标定完成后的检测带来了极大的便利，大大提高了位移传感器标定的效率。
一种磁轴位移传感器标定检测装置

[发明专利]一种小体积低功耗轴向磁悬浮轴承-CN201810497611.X有效
发明人：乐韵;韩邦成;郑世强;王坤;黄梓嫄 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-05-22 - 公布日： 2019-08-16 - 主分类号： F16C32/04 文献下载
摘要：本申请涉及磁悬浮轴承技术领域，尤其涉及一种小体积低功耗轴向磁悬浮轴承。本发明将线圈置于转子推力盘外侧，缩短了轴承的轴向长度，使得转子临界转速得到提高；本发明为主被动混合形式，由永磁体提供主要的承载力，由线圈抑制扰动力，因此具有电流小，损耗低的优点。与现有被动式轴向磁悬浮轴承相比，增加了主动振动抑制线圈，因此具有振动小，可靠性高的优点。
轴向磁悬浮轴承低功耗转子临界转速磁悬浮轴承混合形式主动振动转子推力承载力被动式扰动力永磁体轴向轴承申请

[发明专利]一种磁悬浮控制力矩陀螺装置-CN201710280178.X有效
发明人： 韩邦成;郑世强;李海涛;周新秀;王坤;乐韵 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2017-04-26 - 公布日： 2019-08-06 - 主分类号： B64G1/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种磁悬浮控制力矩陀螺装置，由飞轮系统和框架系统组成，飞轮系统由飞锤、径向磁悬浮轴承、径向位置传感器、轴向被动磁悬浮轴承、电机、保护轴承、密封壳和轴座等组成，保护轴承处于飞轮的中部，两侧是密封壳和轴座，保护轴承上下两侧由里向外依次是飞锤、径向磁悬浮轴承、径向位置传感器、轴向被动磁悬浮轴承、电机；框架系统由支架、转盘、力矩电机、轴承、套筒、锁母、导电滑环、光电码盘、端盖和底座组成，框架系统中支架与轴座相连，支架与转盘相连，转盘中部是导电滑环，向外是套筒、轴承、锁母、光电码盘和端盖。本发明采用了轴向被动磁悬浮轴承和光电码盘，减小了体积、重量和振动，提高了控制精度和响应速度。
一种磁悬浮控制力矩陀螺装置

[发明专利]一种永磁同步电机的无传感器初始位置检测方法-CN201710595882.4有效
发明人：刘刚;洪琨;宋欣达;郑世强;韩邦成 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2017-07-20 - 公布日： 2019-07-09 - 主分类号： H02P21/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种永磁同步电机无传感器初始位置检测方法，采用虚拟脉振高频注入法进行转子位置解算，向虚拟直轴注入高频电压，建立虚拟旋转坐标系，利用该坐标系与永磁同步电机坐标系的数学模型，解算出直轴和交轴电流，将交直轴电流信号同时与包含注入信号的电压频率和假设旋转频率的余弦值相乘，再通过低通滤波，将滤波后的两电流求反正切即可初步获得转子位置。利用交直轴电流的正余弦关系可进一步获得转子位置，再通过采用载波频率成分法代替二次注入法进行磁极判断，N‑S极校正即可得到实际转子位置。本发明具有精度高、实现简单的优点，可用于提高风机、泵、压缩机或电动汽车用永磁同步电机的无传感器起动控制精度。
一种永磁同步电机传感器初始位置检测方法

[发明专利]一种磁悬浮结构及风机-CN201810623175.6有效
发明人：乐韵;韩邦成;郑世强;王坤;黄梓嫄 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2018-06-15 - 公布日： 2019-07-05 - 主分类号： F04D29/058 文献下载
摘要：本发明涉及一种磁悬浮结构和风机，包括永磁偏置磁轴承以及转子轴；永磁偏置磁轴承包括轴向磁悬浮轴承以及设置在轴向磁悬浮轴承一侧的径向导磁环，轴向磁悬浮轴承与导磁环通过永磁体连接；径向导磁环的圆环内部设有径向定子铁芯，径向定子铁芯的中心形成锥形孔；还包括内外表面均设置为锥形的径向转子铁芯，径向转子铁芯的内外表面均与径向定子铁芯的锥形孔表面相平行；径向转子铁芯设置在转子轴的外表面；径向转子铁芯套设在径向定子铁芯的内部，且与径向定子铁芯之间形成锥形工作间隙；转子轴与轴向磁悬浮轴承配合处设置有推力盘。通过永磁体在径向转子铁芯处产生的转子轴方向的轴向卸载力对轴向载荷进行卸载，减小了轴向磁轴承负担。
铁芯径向定子径向转子转子轴轴向磁悬浮轴承磁悬浮结构内外表面永磁体锥形孔风机磁环永磁偏置磁轴承磁悬浮轴承轴向磁轴承工作间隙永磁偏置轴向载荷磁轴承导磁环配合处铁芯套推力盘卸载力减小卸载圆环轴向轴承平行