基于坐标变换的径向主动磁悬浮轴承容错控制方法

摘要

本发明公布了一种基于坐标变换的径向主动磁悬浮轴承容错控制方法，属主动磁悬浮轴承容错控制方法。该控制方法是：首先根据径向主动磁悬浮轴承的结构对径向主动磁悬浮轴承的故障进行分类，对定子磁路影响相同的故障为同一类；然后针对每一类径向主动磁悬浮轴承故障挑选一种情况采用偏置电流线性化理论求解电流分配矩阵；然后采用该电流分配矩阵，采用基于坐标变换的径向主动磁悬浮轴承的容错控制方法即可实现这一类故障的容错控制。本发明减少了径向主动磁悬浮轴承容错控制中需要求解的电流分配矩阵的数量。

主权项

1.一种基于坐标变换的径向主动磁悬浮轴承容错控制方法，其特征在于包括如下步骤：第一步：根据径向主动磁悬浮轴承的结构对故障模式进行分类，当发生故障的励磁线圈通过旋转定子的方式可以转化为完全相同的故障结构，则为同一类故障；第二步：对第一步所述的每一类故障采用偏置电流线性化理论求解得到一个电流分配矩阵W，实现x方向和y方向控制解耦和线性化控制：其中F_x为转子在x方向的受力，F_y为转子在y方向的受力，G_x为x方向控制器传递函数，G_y为y方向控制器传递函数，d_x为转子在x方向的位移，d_y为转子在y方向的位移，k_i为电流刚度，k_a为功率放大器增益，k_d位移传感器增益，I为在xOy坐标系中的励磁电流向量，V_cx为x方向控制电压，V_cy为y方向控制电压，V_b为偏置电压，下同；第三步：当发生故障，采用第二步所述的与发生故障类型相对应的电流分配矩阵W以及与故障相对应的坐标变换矩阵T_d和线圈重映射矩阵T_c更新x方向和y方向的控制解耦和线性化控制，即实现容错控制：$\left[\begin{array}{c}{F_x}^{\prime }\\ {F_y}^{\prime }\end{array}\right]=k_i{k}_a{k}_d\left[\begin{array}{cc}{G}_x& 0\\ 0& G_y\end{array}\right]·\left[\begin{array}{c}{d_x}^{\prime }\\ {d_y}^{\prime }\end{array}\right]=k_i{k}_a{k}_d\left[\begin{array}{cc}{G}_x& 0\\ 0& G_y\end{array}\right]·T_d\left[\begin{array}{c}{d}_x\\ d_y\end{array}\right],$其中F_x′为转子在x′方向的受力，F_y′为转子在y′方向的受力，d_x′为转子在x′方向的位移，d_y′为转子在y′方向的位移，V_cx′为x′方向控制电压，V_cy′为y′方向控制电压，I_c为控制电流，I′为在x′Oy′坐标系中的励磁电流向量。