一种抑制磁力轴承系统低频振荡的控制方法及系统

摘要

本发明提供一种磁力轴承控制系统及方法，其包括转子位置监测单元，用于记录转子位置振荡波形，并根据所述振荡波形计算振荡频率f_O；参数计算单元，用于设定采样周期T_S，相位补偿频带半频宽f_B，根据系统振荡频率f_O、采样周期T_S以及相位补偿频带半频宽f_B计算低频振荡抑制单元参数；位移传感器组件，用于采集转子的位移值；低频振荡抑制单元，用于根据所述位移值和低频振荡抑制单元参数计算经过低频抑制后的信号；转子位置控制单元，用于根据所述经过低频抑制后的信号计算磁力轴承所需的电流值；转子悬浮单元，用于根据所述电流值悬浮所述转子。本发明通过对控制器进行相位补偿，消除了磁力轴承中的可能存在的低频振荡。

主权项

1.一种磁力轴承控制系统，其包括有转子，特征在于还包括：转子位置监测单元，用于记录转子位置振荡波形，并根据所述振荡波形计算系统振荡频率f_O；参数计算单元，用于设定采样周期T_S，相位补偿频带半频宽f_B，根据系统振荡频率f_O、采样周期T_S以及相位补偿频带半频宽f_B计算低频振荡抑制单元参数，所述低频振荡抑制单元参数包括a₀，a₂，a₃，b₁，b₂，b₃；其中，$a_0=4+{4T}_S{f}_o+T_S^2{f}_o^2+{4\pi }^2{T}_S^2{f}_2^2$，$a_2=(-8+{2T}_S^2{f}_o^2+{8\pi }^2{T}_S^2{f}_2^2)/a_0$，$a_3=(4-4T_S{f}_o+T_S^2{f}_o^2+{2\pi }^2{T}_S^2{f}_2^2)/a_0$，$b_1=(4+4T_S{f}_o+T_S^2{f}_o^2+{4\pi }^2{T}_S^2{f}_1^2)/a_0$，$b_2=(-8+{2T}_S^2{f}_o^2+{8\pi }^2{T}_S^2{f}_1^2)/a_0$，$b_3=(4-4T_S{f}_o+T_S^2{f}_o^2+{4\pi }^2{T}_S^2{f}_1^2)/a_0$，f₁=f_O-f_B，f₂=f_O+f_B；位移传感器单元，用于采集转子的位移值；低频振荡抑制单元，用于根据所述位移值和低频振荡抑制单元参数计算经过低频抑制后的信号，具体为：初始化迭代步数k=0，信号缓存x_B(1)=x_B(2)=0，输出缓存u_B(1)=u_B(2)=0；令k=k+1；采集转子位移x(k)；计算经过低频抑制后的信号：x_R(k)=b₁x(k)+b₂u_B(1)+b₃u_B(2)-a₂x_B(1)-a₃x_B(2)；转子位置控制单元，用于根据所述经过低频抑制后的信号计算磁力轴承所需的电流值；转子悬浮单元，用于根据所述电流值悬浮所述转子。