磁悬浮轴承系统的控制方法、控制装置及空调的制作方法_2

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目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例 中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是 本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[00巧]本发明公开一种磁悬浮轴承系统的控制方法,W实现对磁悬浮轴承系统的控制, 提高转子的悬浮精度和稳定性。
[0056] 参见图1,图1为本发明公开的磁悬浮轴承系统的一种控制方法的流程图。该控制 方法包括:
[0057] 步骤Sll;获取磁悬浮轴承系统中转子的位移信号。
[0058] 磁悬浮轴承系统主要包括磁悬浮轴承、转子、控制装置、功率放大器和位移检测装 置。在磁悬浮轴承系统运行过程中,位移检测装置能够检测转子偏离于中必位置的位移,并 输出位移信号。
[0059] 步骤S12;确定位移信号中与转速同频的正弦分量。
[0060] 步骤S13;利用补偿信号对当前的位移信号进行补偿,该补偿信号为该正弦分量 与最优润动分离加权系数的乘积。
[0061] 位移检测装置检测到的位移信号既包含周期性干扰信号,也包含随机振动信号 (有用信号)。位移信号中的周期性干扰信号会导致控制信号中产生同频率的波动成分,最 终导致转子的振动。本发明中提取位移信号中与转速同频的正弦分量,利用正弦分量中的 一部分对位移传感器检测到的位移信号进行补偿,可W减小甚至抵消位移信号中的周期性 干扰信号,从而减小控制信号中的波动成分,提高转子的悬浮精度和稳定性。
[0062] 步骤S14;基于当前经过补偿后的位移信号生成控制信号,W控制功率放大器调 整流经磁悬浮轴承中轴承线圈的励磁电流。
[0063] 磁悬浮轴承系统中的控制装置基于经过补偿后的位移信号生成控制信号,与现有 技术中基于位移信号生成控制信号的处理过程一致。控制装置生成的控制信号传输至磁悬 浮轴承系统中的功率放大器,由功率放大器对控制信号进行放大处理,调整流经磁悬浮轴 承系统中轴承线圈的电流,从而改变作用在转子上的磁力,调整转子的悬浮位置。
[0064] 本发明公开的磁悬浮轴承系统的控制方法,在获取到转子的位移信号后,确定当 前的位移信号中与转速同频的正弦分量,将该正弦分量与最优润动分离加权系数的乘积作 为补偿信号,对当前的位移信号进行补偿,W减小甚至抵消位移信号中的周期性干扰信号, 从而减小控制信号的波动成分,提高转子的悬浮精度和稳定性。
[0065] 本发明中的最优润动分离加权系数W转子的悬浮精度为寻优目标经过自动寻优 获得。确定最优润动分离加权系数的操作可W在磁悬浮轴承系统首次运行时执行,也可W 周期性执行,例如每天或者每周执行一次。最优润动分离加权系数可W通过多种方式确定, 下面结合图2和图3进行说明。
[0066] 参见图2,图2为本发明中确定最优润动分离加权系数的一种方法的流程图。其 中,润动分离加权系数的初始值为0或1,该方法包括:
[0067] 步骤S21;确定基于当前的润动分离加权系数进行补偿后转子的悬浮精度。
[0068] 转子的悬浮精度表征了转子偏离中必位置的位移量,当转子的悬浮精度较高时, 表示转子当前位置与其中必位置之间的距离较小,当转子的悬浮精度较低时,表示转子当 前位置与其中必位置之间的距离较大。
[0069] 步骤S22;判断当前获取到的转子的悬浮精度是否高于前一周期内获取到的转子 的悬浮精度,若是,则执行步骤S23,否则,执行步骤S24。
[0070] 步骤S23;利用第一步长沿预设方向调整润动分离加权系数,执行步骤S21。
[0071] 如果基于当前的润动分离加权系数进行补偿后,转子的悬浮精度高于前一周期内 获取到的转子的悬浮精度,就利用第一步长沿预设方向调整润动分离加权系数。具体的:在 润动分离加权系数的初始值为0的情况下,利用第一步长沿预设方向调整润动分离加权系 数具体是利用第一步长增大润动分离加权系数;在润动分离加权系数的初始值为1的情况 下,利用第一步长沿预设方向调整润动分离加权系数具体是利用第一步长减小润动分离加 权系数。
[0072] 实施中,第一步长可W为定值,也可W为变值。作为优选方案,第一步长位于0.001 至0.01之间。
[0073] 步骤S24;将前一周期内的润动分离加权系数确定为最优润动分离加权系数。
[0074] 如果基于当前的润动分离加权系数进行补偿后,转子的悬浮精度低于前一周期内 获取到的转子的悬浮精度,则说明进行最近一次调整之前的润动分离加权系数是最优润动 分离加权系数,也就是前一周期内使用的润动分离加权系数是最优润动分离加权系数。
[0075] 在本发明图2所示的方法中,润动分离加权系数的初始值为0或1,W第一步长沿 预设方向调整润动分离加权系数,在每次调整润动分离加权系数后,确定转子在基于调整 后的润动分离加权系数进行补偿后的悬浮精度,并判断该悬浮精度是否高于转子在前一周 期内的悬浮精度,直至转子的悬浮精度低于前一周期内的悬浮精度,将前一周期内使用的 润动分离加权系数确定为最优润动分离加权系数。
[0076] 参见图3,图3为本发明中确定最优润动分离加权系数的另一种方法的流程图。其 中,润动分离加权系数的初始值为大于0小于1的第一数值,该方法包括:
[0077] 步骤S31;确定基于当前的润动分离加权系数进行补偿后转子的悬浮精度。
[0078] 步骤S32;判断当前获取到的转子的悬浮精度是否高于前一周期内获取到的转子 的悬浮精度,若是,则执行步骤S33,否则,执行步骤S34。
[0079] 步骤S33;利用第二步长沿第一方向调整润动分离加权系数,执行步骤S31。
[0080] 其中,利用第二步长沿第一方向调整润动分离加权系数具体为:利用第二步长增 大润动分离加权系数,或者利用第二步长减小润动分离加权系数。
[0081] 在利用第二步长沿第一方向调整润动分离加权系数后,确定基于调整后的润动分 离加权系数进行补偿后转子的悬浮精度,如果该悬浮精度高于前一周期内转子的悬浮精度 (也就是基于最近一次调整前的润动分离加权系数进行补偿后转子的悬浮精度),则继续 利用第二步长沿第一方向调整润动分离加权系。
[0082] 步骤S34;将前一周期内使用的润动分离加权系数确定为第一润动分离加权系 数,将润动分离加权系数调整为第二数值。
[0083] 其中,第二数值位于第一数值的第二方向上。第二方向与第一方向相反,当第一方 向为增大润动分离加权系数时,第二方向为减小润动分离加权系数,当第一方向为减小润 动分离加权系数时,第二方向为增大润动分离加权系数。
[0084] 在转子的悬浮精度低于前一周期内转子的悬浮精度时,表明前一周期内使用的润 动分离加权系数是润动分离加权系数从初始值沿第一方向调整过程中的最优润动分离加 权系数,之后要将润动分离加权系数调整为第二数值,W判断润动分离加权系数从初始值 沿第二方向调整过程中是否存在更优的数值。
[0085] 步骤S35 ;判断基于第二数值的润动分离加权系数进行补偿后转子的悬浮精度是 否低于基于第一润动分离加权系数进行补偿后的悬浮精度,若是,则执行步骤S36,否则,执 行步骤S37。
[0086] 步骤S36 ;确定第一润动分离加权系数为最优润动分离加权系数。
[0087] 步骤S37;利用第H步长沿第二方向调整润动分离加权系数。
[0088] 步骤S38 ;判断基于调整后的润动分离加权系数进行补偿后转子的悬浮精度是否 低于前一周期内的悬浮精度,若是,执行步骤S39,否则,执行步骤S37。
[0089] 步骤S39;将前一周期内使用的润动分离加权系数确定为最优润动分离加权系 数。
[0090] 在将润动分离加权系数调整为第二数值后,确定基于该第二数值的润动分离加权 系数进行补偿后转子的悬浮精度。在该悬浮精度低于基于第一润动分离加权系数进行补 偿后转子的悬浮精度时,确定第一润动分离加权系数为最优润动分离加权系数。在该悬浮 精度高于基于第一润动分离加权系数进行补偿后转子的悬浮精度时,利用第H步长沿第二 方向调整润动分离加权系数,直至基于调整后的润动分离加权系数进行补偿后转子的悬浮 精度低于前一周期内的悬浮精度,将前一周期内使用的润动分离加权系数确定为最优润动 分离加权系数,也就是将最近一次调整前的润动分离加权系数确定为最优润动分离加权系 数。
[0091] 实施中,第二步长和第H步长可W为定值,也可W为变值。作为优选方案,第二步 长和第H步长位于0.OOl至0.Ol之间。
[0092] 在本发明图3所示的方法中,润动分离加权系数的初始值
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