[发明专利]径向六极主动磁轴承的改进无模型控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种径向六极主动磁轴承的改进无模型控制系统，包括依次串联的径向力电流变换模块(5)、Clark逆变换模块(6)和电压源逆变器(7)，电压源逆变器(7)的输出端连接径向六极主动磁轴承的输入端，径向六极主动磁轴承输出的是t时刻转子在x，y方向的径向位移x(t)，y(t)，其特征是：径向六极主动磁轴承的输出端分别连接第一个改进泛模型(8)、第二个改进泛模型(9)以及径向方向位移传感器(2)，径向位移x(t)，y(t)为径向方向位移传感器(2)的第一个和第二输入量，径向位移x(t)为第一个改进泛模型(8)的第一个输入量，径向位移y(t)为第二个改进泛模型(9)的第一个输入量，第一个改进泛模型(8)输出的是x方向t时刻泛模型位移X(t)，第二个改进泛模型(9)输出的是y方向t时刻泛模型位移Y(t)，第一个改进泛模型(8)和第二个改进泛模型(9)的输出端均连接于径向方向位移传感器(2)的输入端，泛模型位移X(t)，Y(t)为径向方向位移传感器(2)的第三个和第四个输入量，径向方向位移传感器(2)的输出端连接上位机运算模块(21)，上位机运算模块(21)输出的是x，y方向的检测位移x′(t)，y′(t)，检测位移x′(t)，y′(t)与x，y方向的参考位移信号x^*、y^*对应地比较得到位移偏差值Δu(t)，Δu′(t)，位移偏差值Δu(t)为第一个改进泛模型(8)的第二个输入量，位移偏差值Δu′(t)为第二个改进泛模型(9)的第二个输入量。

2.根据权利要求1所述的一种径向六极主动磁轴承的改进无模型控制系统，其特征是：第一个改进无模型控制器(3)和第二个改进无模型控制器(4)的输出端均连接所述的径向力电流变换模块(5)。

3.一种如权利要求1所述的改进无模型控制系统的控制方法，其特征是包括以下步骤：

步骤A：径向位移x(t)，y(t)输入对应的第一改进泛模型(8)和第一改进泛模型(9)中，第一改进泛模型(8)和第二改进泛模型(9)计算出泛模型位移X(t)，Y(t)；

步骤B：径向方向位移传感器(2)接收到径向位移x(t)，y(t)以及第一改进泛模型(8)和第一改进泛模型(9)输出的泛模型位移X(t)，Y(t)，上位机运算模块(21)计算出检测位移x′(t)，y′(t)；

步骤C：第一个改进无模型控制器(3)和第二个改进无模型控制器(4)同时利用已存储的t-1时刻径向悬浮力F_x(t-1)，F_y(t-1)计算得到t时刻径向悬浮力其中，中间量为小于等于1的正的随机数，0.1≤ρ≤2表示步长序列，0.1≤λ≤2为权重因子，0.1≤η≤1表示步长序列，0.1≤μ≤1为权重因子。

4.根据权利要求3所述的改进无模型控制系统的控制方法，其特征是：步骤A中，第一改进泛模型(8)和第二改进泛模型(9)采用公式计算出泛模型位移X(t)，Y(t)；0＜p≤1为小于等于1的正的随机数，0.1≤η≤1表示步长序列，0.1≤μ≤1为权重因子，Δu(t-1)是t-1时刻的x方向的位移偏差，Δu′(t-1)是t-1时刻的y方向的位移偏差。

5.根据权利要求3所述的改进无模型控制系统的控制方法，其特征是：步骤B中，所述的检测位移x′(t)＝0.5×[X(t)+x(t)]，y′(t)＝0.5×[Y(t)+y(t)]。

6.根据权利要求3所述的改进无模型控制系统的控制方法，其特征是：步骤C中，第一个改进无模型控制器(3)和第二个改进无模型控制器(4)将径向悬浮力F_x(t)，F_y(t)传递给径向力电流变换模块(5)，经径向力电流变换模块(5)变换为径向控制参考电流i_x^*，i_y^*，再经Clark逆变换模块(6)变换为三相电流期望值由电压源逆变器(7)输出径向控制电流i_a、i_b、i_c。