一种高可靠、集成化、低功耗磁悬浮飞轮磁轴承数字控制装置

摘要

一种高可靠、集成化、低功耗磁悬浮飞轮磁轴承数字控制装置，用来对磁悬浮飞轮磁轴承系统进行主动控制，主要包括接口电路、模数转换芯片、FPGA模块。该装置通过接口电路和模数转换芯片获取磁轴承转子位移信号、线圈电流、转速信号数据，FPGA模块按照在FPGA芯片内基于硬件编程实现的控制算法生成控制量，根据生成的控制量并结合电流信号，进行PWM调制后输出给功放环节，生成磁轴承线圈所需的控制电流，从而实现对磁悬浮飞轮磁轴承系统的主动控制。本发明不但具备很高的可靠性，而且实现了磁悬浮飞轮磁轴承数字控制器的集成化与低功耗设计。

主权项

1、一种高可靠、集成化、低功耗磁悬浮飞轮磁轴承数字控制装置，其特征在于：包括：接口电路(8)：与电流信号模数转换芯片(13)和位移信号模数转换芯片(6)相接，包括电流传感器接口电路(12)和位移传感器接口电路(7)，将由电流传感器(11)输入的电流信号和位移传感器(10)输入的位移信号转换成0～5V的模拟电压信号；电流信号模数转换芯片(13)和位移信号模数转换芯片(6)：将接口电路(8)输出的0～5V的模拟电压信号转换为0～5V数字化的电流信号和位移信号输出给电平转换芯片(14)；电平转换芯片(14)：与电流信号模数转换芯片(13)、位移信号模数转换芯片(6)、霍尔传感器(9)和FPGA模块(3)相接，将0～5V的数字化电流信号和位移信号以及由霍尔传感器(9)输出的0～5V的飞轮转速信号转换为0～3.3V送至FPGA模块(3)；FPGA模块(3)：控制电流信号转换模块(13)和位移信号转换模块(6)对由电流传感器(11)输入的电流信号和位移传感器(10)输入的位移信号进行采样；根据测速逻辑对经电平转换芯片(14)转换后的0～3.3V飞轮转速信号进行转速计算；对经电平转换后的数字化位移信号和转速信号进行运算处理，得到功放(4)所需的控制量。