[发明专利]一种电磁力反馈的悬浮控制方法及系统

权利要求书

1.一种用于磁悬浮装置的电磁力反馈的悬浮控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、获取磁悬浮装置的实际间隙信号g、实际电流值i和直流母线电压u_d，获取提前设定的给定间隙信号g^*；

步骤2、根据所述给定间隙信号g^*和所述实际间隙信号g计算所需要的给定悬浮力F^*；

步骤3、根据所述实际间隙信号g和所述实际电流值i观测实际悬浮力F；

步骤4、根据所述给定悬浮力F^*和所述实际悬浮力F计算所需要的给定电流值i^*；

步骤5、根据所述给定电流值i^*和所述实际电流值i计算所需要的给定输出电压值u^*；

步骤6、根据所述给定输出电压值u^*和直流母线电压u_d生成所需要的门极驱动信号u_k从而控制所述磁悬浮装置的悬浮电磁铁保持理想的悬浮状态。

2.根据权利要求1所述的用于磁悬浮装置的电磁力反馈的悬浮控制方法，其特征在于，所述步骤1中获取磁悬浮装置的实际间隙信号g时同时获取所述磁悬浮装置的实际加速度a。

3.根据权利要求2所述的用于磁悬浮装置的电磁力反馈的悬浮控制方法，其特征在于，所述步骤2中通过以下公式计算所述给定悬浮力F^*：

F^*＝K_gP(g-g^*)+K_gI∫(g-g^*)dt+K_gDv_g

式中，K_gP，K_gI，K_gD分别为比例系数、积分系数和微分系数，v_g为阻尼信号。

4.根据权利要求3所述的用于磁悬浮装置的电磁力反馈的悬浮控制方法，其特征在于，所述阻尼信号v_g通过对所述实际间隙信号g微分和/或对实际加速度a积分的方式获得。

5.根据权利要求3所述的用于磁悬浮装置的电磁力反馈的悬浮控制方法，其特征在于，所述步骤2中对实际间隙信号g、实际加速度a和阻尼信号v_g进行相位矫正，所述相位矫正包括相位超前矫正和相位滞后矫正。

6.根据权利要求3所述的用于磁悬浮装置的电磁力反馈的悬浮控制方法，其特征在于，所述步骤2中计算所述给定悬浮力F^*时，对间隙控制器的比例系数做有条件的非线性处理。

7.根据权利要求1所述的用于磁悬浮装置的电磁力反馈的悬浮控制方法，其特征在于，所述步骤3中通过以下公式计算所述实际悬浮力F：

式中，μ₀为真空磁导率，N是电磁铁励磁绕组匝数，A为铁芯的极面积，i(t)和g(t)为t时刻的实际电流值和实际间隙值。

8.根据权利要求1所述的用于磁悬浮装置的电磁力反馈的悬浮控制方法，其特征在于，所述步骤4通过以下公式计算所述给定电流值i^*：

式中，K_fP，K_fI，K_fD分别为间隙环的比例系数、积分系数和微分系数。

9.根据权利要求8所述的用于磁悬浮装置的电磁力反馈的悬浮控制方法，其特征在于，对所述给定电流值i^*进行相位超前矫正，对所述给定电流值i^*进行相位滞后矫正。