[发明专利]一种磁悬浮泵的控制方法及控制系统

权利要求书

1.一种磁悬浮泵的控制方法，其特征在于：具体如下：

在磁悬浮泵工作前，通过控制模块组设置磁悬浮泵系统中转子的转速n_s；控制模块组判断设置的转速n_s为低转速或高转速；当判断转速为低转速时，控制模块组采用线性控制方法计算转子的径向偏移量；当目标转速为高转速时，控制模块组采用仿人智能积分控制方法计算转子的径向偏移量；接着，通过控制模块组启动磁悬浮泵系统中的悬浮装置，使转子保持悬浮状态；此时，检测系统对转子的径向偏移量进行检测，并通过数据传输系统将转子的径向偏移量传输至控制模块组；控制模块组判断转子的径向偏移量r_c是否满足对应控制方法的要求值，若不满足要求值，则控制模块组根据转速n_s设置为低转速或高转速计算出径向悬浮力对应的控制量u，并将控制量u传输至PLC，PLC通过控制变频器使磁悬浮泵系统改变转子所受的径向悬浮力；然后，启动磁悬浮泵中旋转装置，驱动转子旋转；检测系统对转子的径向偏移量r_c进行实时检测，并通过数据传输系统反馈至控制模块组；控制模块组根据磁悬浮泵系统中转子的转速n_s，选择对应的控制方法计算出径向悬浮力对应的控制量u，使磁悬浮泵系统改变转子所受的径向悬浮力，实时对转子的径向偏移量r_c进行控制调节。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮泵的控制方法，其特征在于：所述位移控制模块中低转速与高转速对应的两种控制方法的控制过程，具体如下：

转子的径向悬浮力F与磁悬浮泵系统中悬浮系统电流I满足如下关系式：

F＝k·I

其中，k为线性常量；

当转子的转速n_s为低转速时，控制模块组采用线性控制方法调节转子的径向偏移量r_c；控制模块组根据转子的实际径向偏移量r_c计算出调节转子所需的径向悬浮力F，并根据上述公式计算出径向悬浮力F对应的电流I，通过电流I计算出控制量u₀，控制模块组将控制量u₀作为总控制量u_n传输至PLC中，PLC通过变频器控制磁悬浮泵系统，使磁悬浮泵系统改变转子所受的径向悬浮力F，调整转子直至转子的径向偏移量r_c满足要求值需求；

当转子的转速n_s为高转速时，控制模块组采用仿人智能积分控制方法调节转子的径向偏移量r_c；检测系统检测转子的径向偏移量r_c，并计算径向偏移量r_c与径向偏移量极限要求值r_s的差值e及差值变化率ec，再将e和ec传输至控制模块组；控制模块组根据仿人智能积分控制方法的控制规则计算获得控制量一u₁；同时，控制模块组通过转子的径向偏移量r_c计算出作用在转子上的单边磁拉力大小，再根据单边磁拉力大小计算调节所需的径向悬浮力F大小，获得调节单边磁拉力所需的控制量二u₂；控制模块组将控制量一u₁和控制量二u₂的和作为总控制量u_n，将总控制量u_n传输至PLC中，PLC通过变频器控制磁悬浮泵系统对转子的径向偏移量r_c进行调整，直至满足要求值。

3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮泵的控制方法，其特征在于：所述的磁悬浮泵系统中转子的径向偏移量r_c与径向偏移量极限要求值r_s之间的差值e范围为0～80um；转子的径向偏移量r_c与径向偏移量极限要求值r_s之间的差值变化率ec的范围为-5～5um/s。

4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮泵的控制方法，其特征在于：所述的检测系统对磁悬浮泵系统中转子转速的偏差值n_c进行检测，并反馈至控制模块组，控制模块组根据转速控制方法计算调节转子转速所需的控制量u’，再将u’传输至PLC，PLC通过控制变频器调整转子转速直至其满足要求值。