一种基于位移刚度力超前补偿的自动平衡磁悬浮转子系统

摘要

一种基于位移刚度力超前补偿的自动平衡磁悬浮转子系统，包括自动平衡模块、稳定控制器、磁轴承功放、电磁铁-转子和位移传感器。其中自动平衡模块包括广义陷波器和超前补偿器，广义陷波器提取转子位移信号中的不平衡信息，超前补偿器对同频位移刚度力进行超前前馈补偿。本发明在磁悬浮转子稳定控制的基础上，引入自动平衡控制，基于磁轴承功放的频率特性构造功放的简化逆模型，消除了功放的低通特性对位移刚度力补偿精度的影响，大幅降低了同频轴承力，显著提高了磁悬浮转子的自动平衡精度。本发明简便易行，特别适用于实际的磁悬浮转子系统。

主权项

一种基于位移刚度力超前补偿的自动平衡磁悬浮转子系统，其特征在于：包括自动平衡模块（1）、稳定控制器（2）、磁轴承功放（3）、电磁铁‑转子（4）、位移传感器（5），其中，位移传感器（5）实时检测电磁铁‑转子（4）的位置，将转子位移量转化为电压信号输出；自动平衡模块（1）接收位移传感器（5）输出的转子位移信号，实施自动平衡控制算法，输出非同频位移信号和同频补偿信号；稳定控制器（2）接收自动平衡模块（1）输出的非同频位移信号，实施磁轴承稳定控制算法，产生非同频控制信号；自动平衡模块（1）与稳定控制器（2）组成磁轴承控制器，自动平衡模块（1）输出的同频补偿信号与稳定控制器（2）输出的非同频控制信号相加后作为磁轴承控制器的总控制信号输出至磁轴承功放（3）；磁轴承功放（3）将控制信号进行功率放大转换为线圈电流，对电磁铁‑转子（4）施加主动控制，实现转子稳定悬浮并补偿同频位移刚度力。