[发明专利]一种高安全性、低功耗和集成化的磁轴承控制系统

权利要求书

1.一种高安全性、低功耗和集成化的磁轴承控制系统，其特征在于：包括传感器模块、信号调理模块、核心处理器模块、功率放大模块和通信模块；其中，所述的传感器模块包括转子位移传感器、磁轴承线圈电流传感器、转子转速传感器；所述的传感器模块分别获取磁轴承转子位移信号、磁轴承线圈电流信号、转子转速信号；所述的信号调理模块包括位移传感器信号调理电路、磁轴承电流传感器信号调理电路、转子转速信号调理电路；所述的信号调理模块将所述的传感器模块获取的传感器信号进行低通滤波、整形等，使得符合核心处理器模块接口和控制算法的需求；所述的核心处理器模块将所述的信号调理模块获得的磁轴承转子位移信号、磁轴承线圈电流信号、转子转速信号，通过控制算法生成转子悬浮控制量并将其进行PWM调制，再将调制完成的磁轴承PWM信号送给所述的功率放大模块；所述的功率放大模块包括磁轴承驱动电路、磁轴承全桥换能电路；磁轴承PWM信号经过磁轴承驱动电路，传送给磁轴承全桥换能电路，生成磁轴承线圈所需的控制电流，使得转子位于期望的位置；所述的通信模块包括CAN接口、RS232接口和RS422接口；通信模块连接至计算机，可实现磁轴承系统的在线调试，实时获取磁轴承的状态数据，或者通过所述的通信模块将计算机的控制指令发送给所述的核心处理器模块。

2.根据权利要求1所述的一种高安全性、低功耗和集成化的磁轴承控制系统，其特征在于：所述的核心处理器模块采用一片Smart Fusion2芯片作为处理器，集成了ARM Cortex-M3处理器、固有可靠性的快闪FPGA架构、安全处理加速器、DSP模块、SRAM、AD/DA模块和多个通信接口模块，完成磁轴承转子的闭环控制。

3.根据权利要求1所述的一种高安全性、低功耗和集成化的磁轴承控制系统，其特征在于：所述的控制系统的算法流程为首先控制计算机通过通讯接口，向核心处理器模块发送控制指令，核心处理器模块根据磁轴承悬浮指令、反馈的磁轴承转子位移信号、磁轴承线圈电流信号、转子转速信号，按照预定的控制算法求解控制量，并实时传送至磁轴承全桥换能电路，生成磁轴承线圈所需的控制电流，使得转子位于期望的位置，同时，将磁轴承当前运行状态参数及时上传至控制计算机。

4.根据权利要求1所述的一种高安全性、低功耗和集成化的磁轴承控制系统，其特征在于：所述的控制算法为带交叉反馈的PID控制算法。