[发明专利]一种信号检测装置、磁悬浮系统及其信号检测方法

说明书

本发明公开了一种信号检测装置、磁悬浮系统及其信号检测方法，该装置包括：N个采样模块中的每个采样模块，被配置为针对待采样的N路信号中的一路信号进行采样，得到该一路信号的采样信号；混合单元，被配置为对N路信号的采样信号进行混合处理，得到一路混合采样信号；控制芯片，被配置为通过控制芯片自身的一路采样通道，接收一路混合采样信号，并对一路混合采样信号进行处理，以自一路混合采样信号中提取出N路信号的采样信号。该方案，通过利用控制芯片的一个内部采样通道，对多路采样信号进行混合采样后再分离，能够在控制芯片的内部采样通道有限的情况下，实现磁悬浮系统的运行状态中各参数的采集。

技术领域

本发明属于磁悬浮技术领域，具体涉及一种位移检测装置、磁悬浮系统及其位移检测方法，尤其涉及一种磁悬浮系统的位移检测装置、具有该位移检测装置的磁悬浮系统、以及该磁悬浮系统的位移检测方法。

背景技术

磁悬浮技术(electromagnetic levitation，electromagnetic suspension，简称EML或EMS)，是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术。磁悬浮技术的系统，即磁悬浮系统，是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置。因此，不论转子受到向下或向上的扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态。

为实时了解磁悬浮系统的运行状态，以提高系统运行稳定性和可靠性，需要进行多种信号的采样和反馈，具体信号有：位移、速度、电流、电磁力、磁通量等。

以主动式磁悬浮轴承系统为例，至少需要进行5路位移采样、10路电流采样，同时还需实时反馈模块温度、电磁力等数据。采样使用的控制芯片如DSP(数字信号处理)处理器、ARM(低功耗成本的一款精简指令集计算机微处理器)等，内部采样通道有限，无法满足以上全部数据采样，因此只能对其中部分数据进行采样。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种信号检测装置、磁悬浮系统及其信号检测方法，以解决磁悬浮系统的每路采样信号需要单独使用一路采样通道，而控制芯片的内部采样通道有限，无法满足磁悬浮系统的运行状态中各参数的采集的问题，达到通过利用控制芯片的一个内部采样通道，对多路采样信号进行混合采样后再分离，能够在控制芯片的内部采样通道有限的情况下，实现磁悬浮系统的运行状态中各参数的采集的效果。

本发明提供一种信号检测装置，包括：采样单元、混合单元和控制芯片；所述采样单元，包括：采样模块，所述采样模块的数量为N，N个所述采样模块并行设置，N为正整数；其中，N个所述采样模块中的每个所述采样模块，被配置为针对待采样的N路信号中的一路信号进行采样，得到该一路信号的采样信号；所述混合单元，被配置为对N路信号的所述采样信号进行混合处理，得到一路混合采样信号；所述控制芯片，被配置为通过所述控制芯片自身的一路采样通道，接收一路所述混合采样信号，并对一路所述混合采样信号进行处理，以自一路所述混合采样信号中提取出N路信号的所述采样信号。

在一些实施方式中，所述采样信号，包括：位移采样信号；每个所述采样模块，包括：两路位移采样模块和一路差分模块；每个所述采样模块，针对待采样的N路信号中的一路信号进行采样，得到该一路信号的采样信号，包括：两路所述位移采样模块，被配置为对待控设备的一个自由度下两个位置处的位移信号进行采集，得到两路位移信号；一路所述差分模块，被配置为对两路所述位移信号进行差分处理，得到一路位移采样信号。

在一些实施方式中，其中，N个自由度下，N个所述采样模块的激励源不同；在每个自由度下，两路所述位移采样模块的激励源相同；每个所述位移采样模块，包括：LC谐振网络模型。