[发明专利]用于磁悬浮中负阻尼补偿的控制系统和方法

权利要求书

1.一种磁悬浮控制系统(100)，包括：

传感器(106)，被配置用于测量电磁铁与平台之间的间隙，并生成间隙 测量信号；

间隙滤波器(112)，被配置用于接收所述间隙测量信号，并提供相位超 前信号(113)，该相位超前信号估计并计及所述间隙测量信号与补偿动作之 间的延时；以及

估计块(114)，被配置用于接收所述相位超前信号，并按照所述相位超 前信号提供所述补偿动作，以使得负刚度和负阻尼效应在所述控制系统中 被补偿。

2.如在权利要求1中引述的控制系统，还包括间隙重建模块(110)， 被配置用于提供在测量时间与所述间隙滤波器的滤波时间之间的校准。

3.如在权利要求1中引述的控制系统，其中所述补偿动作包括按照所 述相位超前信号修改输出信号(I_Calculated)。

4.如在权利要求3中引述的控制系统，还包括放大器(118)，被配置 用于接收所述输出信号。

5.如在权利要求4中引述的控制系统，其中所述放大器(118)减小由 所述间隙滤波器(112)引入的噪声。

6.如在权利要求1中引述的控制系统，其中所述间隙滤波器(112)从 以前的间隙测量延时外推延时，以使得所述相位超前信号是基于所述外推 的延时。

7.一种磁悬浮系统(110)，包括：

电磁铁芯(102)，被配置用于生成磁场，以便按照实现的电流悬浮平台 (104)，并保持所述平台与所述电磁铁芯之间的间隙；

传感器(106)，被配置用于测量所述间隙并生成间隙测量信号；

间隙滤波器(112)，被配置用于接收所述间隙测量信号，并按照过去的 测量结果调节所述间隙测量信号，以便提供相位超前信号(113)，用以计及 所述间隙测量信号与补偿动作之间的延时；以及

估计块(114)，被配置用于接收所述相位超前信号，并输出计算的电流 (I_Calculated)，该计算的电流被放大以提供所述实现的电流，使得负刚度和负 阻尼在所述控制系统中被补偿。

8.如在权利要求7中引述的系统，还包括间隙重建模块(110)，被配 置用于提供在测量时间与所述间隙滤波器的滤波时间之间的校准。

9.如在权利要求7中引述的系统，其中所述计算的电流(I_Calculated)按照 所述相位超前信号(113)被修改。

10.如在权利要求7中引述的系统，其中所述放大器(118)减小由所述 间隙滤波器(112)引入的噪声。

11.如在权利要求7中引述的系统，其中所述间隙滤波器(112)从以前 的间隙测量延时外推延时，以使得所述相位超前信号是基于所述外推的延 时。

12.如在权利要求7中引述的系统，其中所述电磁铁芯(102)和所述平 台(104)在车辆系统中采用。

13.如在权利要求7中引述的系统，其中所述电磁铁芯(102)和所述平 台(104)在半导体加工工艺装置中采用。

14.如在权利要求7中引述的系统，其中所述电磁铁芯(102)和所述平 台(104)在非接触轴承系统中采用。

15.如在权利要求7中引述的系统，其中所述电磁铁芯(102)和所述平 台(104)在医学成像系统中采用。

16.一种用于控制磁悬浮系统中的间隙的方法，包括：

生成(302)磁场，以便按照实现的电流来悬浮平台并保持所述平台与电 磁铁芯之间的间隙；

测量(304)所述间隙以便输出间隙测量信号；

滤波(308)所述间隙测量信号以便按照过去的测量结果提供相位超前 信号，用以计及所述间隙测量信号与补偿动作之间的延时；以及

按照所述相位超前信号生成(312)所述实现的电流以便在调节所述间 隙时补偿负刚度和负阻尼。