[发明专利]基于锁相环与TD滤波器的磁轴承转子振动前馈补偿控制器

权利要求书

1.一种基于锁相环与TD滤波器的磁轴承转子振动前馈补偿控制器，其由力/电流转换模块(9)、第一、第二PID控制器(6、7)和前馈补偿控制模块(2)组成，其特征是：所述的前馈补偿控制模块(2)由依次串接的电压比较器(21)、PLL模块(22)、FFT算法模块(23)、坐标变换模块(24)、TD滤波器(25)以及坐标反变换模块(26)组成，力/电流转换模块(9)的输出端连接复合被控对象(5)的输入端，电压比较器(21)的输入端连接复合被控对象(5)的输出端，复合被控对象(5)的输入为控制电流i_x^*、i_y^*，输出为转子径向两个方向上位移的电压信号值复合被控对象(5)由依次串接的Clark逆变换模块(3)、电流滞环三相功率逆变器(4)和二自由度六级混合磁轴承(1)组成；所述的电压信号值输入到电压比较器(21)中，坐标反变换模块(26)输出振动补偿信号值x_m、y_m，振动补偿信号值x_m、y_m与对应的给定位移电压x^*、y^*作比较得到对应的位移误差w₁、w₂，两个位移误差w₁、w₂经对应的第一、第二PID控制器(6、7)后输出力信号值F_x、F_y，力信号值F_x、F_y经至力/电流转换模块(9)后输出为所述的控制电流到复合被控对象(5)中。

2.根据权利要求1所述的基于锁相环与TD滤波器的磁轴承转子振动前馈补偿控制器，其特征是：所述的电压比较器(21)将电压信号值分别与对应的参考电压作比较，输出与转子同频的方波电压信号值u_x、u_y，该方波电压信号值u_x、u_y经PLL模块(22)后输出一频率N倍于转子转速的对应的方波电压信号值u_ξ、u_α，该方波电压信号值u_ξ、u_α经FFT算法模块(23)后输出对应的振动信号值ξ_m、α_m，该振动信号值ξ_m、α_m经坐标变换模块(24)输出对应的振动信号直流值该振动信号直流值经TD滤波器(25)输出对应的直流信号值该直流信号值经坐标反变换模块(26)输出所述的交流振动补偿信号值x_m、y_m。

3.根据权利要求2所述的基于锁相环与TD滤波器的磁轴承转子振动前馈补偿控制器，其特征是：所述的PLL模块(22)由鉴相器(221)、环路滤波器(222)、压控振荡器(223)、1/N分频器(224)组成，鉴相器(221)、环路滤波器(222)和压控振荡器(223)依次串接，1/N分频器(224)的输入端连接压控振荡器(223)的输出端，1/N分频器(224)的输出端连接鉴相器(221)的输入端。

4.根据权利要求3所述的基于锁相环与TD滤波器的磁轴承转子振动前馈补偿控制器，其特征是：以输入PLL模块(22)的电压信号值u_x为例：电压信号值u_x与1/N分频器(224)输出的电压信号值u_p同时输入到输入鉴相器(221)中，鉴相器(221)输出电压信号值u_d，电压信号值u_d经环路滤波器(222)后输出电压信号值u_c，电压信号值u_c经压控振荡器(223)后输出方波电压信号值u_ξ，方波电压信号值u_ξ，方波电压信号值u_ξ经1/N分频器(224)将分频后的电压信号值u_p送入鉴相器(221)中；PLL模块(22)对电压信号值u_y的处理过程与电压信号值u_x相同。