[发明专利]磁悬浮导向装置及其控制系统和控制方法

权利要求书

1.一种用于磁悬浮导向装置的控制系统，所述磁悬浮导向装置包括动子滑块单元和导轨单元，所述动子滑块单元成对地布置于所述导轨单元的两侧，每对所述动子包括第一动子滑块单元和第二动子滑块单元，其特征在于，所述控制系统包括：

位置设定装置，所述位置设定装置用于设定所述动子滑块单元相对于所述导轨单元悬浮的初始高度；

间隙测量传感器，所述间隙测量传感器用于测量所述动子滑块单元与所述导轨单元之间的悬浮间隙高度；以及

控制电路，所述控制电路与所述位置设定装置和所述间隙测量传感器通信连接，并用于根据所述位置设定装置和所述间隙测量传感器所得到的值，来获得所述动子滑块单元所需的期望电流，

所述动子滑块单元包括铁芯和线圈绕组，所述线圈绕组缠绕于所述铁芯上，

还包括气隙调节装置，其中所述气隙调节装置设置于所述铁芯的预定位置处，且在所述预定位置，所述气隙调节装置中断由所述线圈绕组产生的磁力线的至少一部分，所述控制电路包括第一求和器、控制器、预载力输入器、第二求和器、第三求和器、第一非线性补偿器、第二非线性补偿器、第一电流驱动器、第二电流驱动器以及第四求和器，其中所述位置设定装置的输出端与所述第一求和器的输入端通信连接，所述第一求和器的输出端与所述控制器的输入端通信连接，所述控制器的输出端与所述第二求和器的输入端和所述第三求和器的输入端通信连接；所述预载力输入器的输出端与所述第二求和器的输入端和所述第三求和器的输入端通信连接；所述第二求和器和所述第三求和器的输出端与第一非线性补偿器和第二线性补偿器的输入端通信连接；所述间隙测量传感器的输入端与所述第一非线性补偿器和第二非线性补偿器的输入端通信连接；所述第一非线性补偿器和所述第二非线性补偿器的输出端分别与所述第一电流驱动器和所述第二电流驱动器的输入端通信连接；以及所述第一电流驱动器和所述第二电流驱动器的输出端分别与所述第一动子滑块单元和所述第二动子滑块单元电连接，用于控制所述第一动子滑块单元和所述第二动子滑块单元的运动。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮导向装置的控制系统，其特征在于，所述动子滑块单元包括铁芯和线圈绕组，所述线圈绕组缠绕于所述铁芯上，其中所述第一电流驱动器和所述第二电流驱动器分别为所述第一动子滑块单元的线圈绕组和所述第二动子滑块单元的线圈绕组供电。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮导向装置的控制系统，其特征在于，所述间隙测量传感器包括设置于所述动子滑块单元上的第一间隙测量传感器和第二间隙测量传感器，所述第一间隙测量传感器用于测量一对所述动子滑块单元中的一个动子滑块单元与所述铁芯之间的距离，以及所述第二间隙测量传感器用于测量该对所述动子滑块单元中的另一个动子滑块单元与所述铁芯之间的距离。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮导向装置的控制系统，其特征在于，所述动子滑块单元的铁芯为E型铁芯且所述线圈绕组缠绕于所述E型铁芯的中间的突支上，以及所述导轨单元为I型铁芯；或者，所述动子滑块单元的铁芯为C型铁芯且所述线圈绕组缠绕于所述C型铁芯的中部上，以及所述导轨单元为I型铁芯。

5.根据权利要求2所述的磁悬浮导向装置的控制系统，其特征在于，所述铁芯由软磁材料制成。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮导向装置的控制系统，其特征在于，所述磁悬浮导向装置包括多组成对布置的动子滑块单元，所述多组动子滑块单元按照对称拓扑结构，对称周向布置于所述导轨单元两侧。

7.根据权利要求1所述的磁悬浮导向装置的控制系统，其特征在于，所述导轨单元的导轨的横截面为口字形、十字形或工字形，所述多组动子滑块单元成对布置在各横截面的相对侧上。

8.根据权利要求7所述的磁悬浮导向装置的控制系统，其特征在于，所述气隙调节装置包括设置于所述铁芯的侧面上的预定位置处的切口以及与所述切口配合的调节块，所述调节块能够沿所述切口移动从而调节所述调节块与所述切口之间的间隙。