[发明专利]磁悬浮平面电机的电流控制方法和系统

说明书

本发明实施例公开了一种磁悬浮平面电机的电流控制方法和系统。该电流控制方法包括：建立磁悬浮平面电机的电流环模型，并采集电流环输入和电流环输出；根据所述电流环输入和所述电流环输出，辨识所述电流环模型的电感参数；根据所述电感参数，求解所述磁悬浮平面电机的控制器的最优参数。与现有技术相比，本发明实施例提升了电流环模型的精度，实现了磁悬浮平面电机的高精度运动。

技术领域

本发明实施例涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种磁悬浮平面电机的电流控制方法和系统。

背景技术

磁悬浮平面电机是一种新型的二维平面直驱装置，具有结构简单、成本低、热耗低、可靠性高等优点，在微纳超精密制造领域极具应用前景。磁悬浮平面电机高精度运行是目前各研究机构与产业界所关注的重点，精确的电流直接影响磁悬浮平面电机的高精度运行，因此，如何实现电流的高精确控制是磁悬浮平面电机高精度运行急需解决的关键技术问题。

在现有技术中，磁悬浮平面电机的电流控制方法一般将电流环等效为一阶模型，进而设计控制器实现电流控制。但由于噪声、时延、电感变化等影响，这种方法较难实现电流的高精度控制。具体地，现有的磁悬浮平面电机线圈电流高精度控制急需解决的技术问题包括：

(1)将电流环等效为一阶模型的方法计算简便、实现简单，但未考虑输出噪声、实际系统延时所带来的负面影响，导致仿真模型与实际模型相差较大，进而较难求得实际系统的最优控制参数；

(2)由于电感受电流等因素影响，因此电流环模型实质上是一个时变模型，现有的固定参数的控制器难以实现电流的高精度控制。

综上所述，现有的磁悬浮平面电机的电流控制方法存在电流环模型精度低的问题，从而导致了磁悬浮平面电机的运动控制精度低。

发明内容

本发明实施例提供一种磁悬浮平面电机的电流控制方法和系统，以提升电流环模型的精度，实现磁悬浮平面电机的高精度运动。

第一方面，本发明实施例提供了一种磁悬浮平面电机的电流控制方法，该电流控制方法包括：

建立磁悬浮平面电机的电流环模型，并采集电流环输入和电流环输出；

根据所述电流环输入和所述电流环输出，辨识所述电流环模型的电感参数；

根据所述电感参数，求解所述磁悬浮平面电机的控制器的最优参数。

可选地，辨识所述电流环模型的电感参数采用最小二乘法。

可选地，辨识所述电流环模型的电感参数，包括：

根据所述电流环输入和所述电流环输出，得到s域电流环传递函数；

对所述s域电流环传递函数进行离散化，得到z域电流环传递函数；

将所述z域电流环传递函数转化为差分方程；其中，所述差分方程包括待辨识参数；

采用最小二乘法辨识所述差分方程中的待辨识参数；

根据所述待辨识参数，得到所述电流环模型的电感参数。

可选地，所述s域电流环传递函数表示为如下公式：

其中，i_in为电流环输入，i_out为电流环输出，a_c＝R/L，b_c＝(U/L)，U为电压，R为电阻，L为电感；

所述z域电流环传递函数表示为如下公式：