本项创新技术介绍了一种先进的电磁轴承控制系统及其操作方法。该系统通过整合位移参考值、转子实际位移和位移误差数据,利用超螺旋滑模控制器进行控制量计算。最终,控制量被送入电磁轴承磁悬浮系统,实现精确控制。
背景技术
随着主动电磁轴承(Active Magnetic Bearing,AMB)技术日益成熟,AMB已被广泛应用于压缩机、飞轮储能和分子泵等高速旋转机械领域。如何控制磁悬浮转子稳定悬浮于期望位置一直以来是一个重要问题,传统工程方法一般是采用PID控制,但AMB系统在运行中往往会受到一些扰动,并且真实系统无法实现精准建模,系统关键参数往往不易获得。在磁悬浮电机控制系统中,传感器跳动,主动磁悬浮轴承磁场波动、转子不平衡量变化等因素经常会导致AMBs转子位置控制的精度受到未知扰动的影响,而且AMBs系统在建模过程中对系统做了线性化,这也导致AMBs系统建模不够完全含有未建模部分。
专利公开号为CN110985541A,名称为一种用于控制主动磁悬浮轴承系统的控制器及其控制方法的专利申请,利用位移传感器获取转子位移信号测量值xs;并将其输入到锁相环计算得到转子位移信号计算值和转子速度信号计算值将和反馈到滑模控制器,通过转子位置控制器调节得到所需要的电磁力Fsmc;同时,转子位移信号计算值、速度信号计算值以及滑模变量s输入到单层神经网络调节器中,计算得到补偿力FΔ;Fsmc和FΔ之和作为将转子控制到平衡位置时所需要的电磁总力Fref,然后计算出参考电流;通过电流调节器控制磁悬浮轴承线圈电流,从而控制转子到平衡位置。当集总扰动存在时,该专利申请为了使得系统稳定,超螺旋滑模控制中sign(s)函数的增益取值较大,但此时超螺旋滑模控制在抑制抖振和扰动之间存在矛盾。
实现思路