[发明专利]一种高速磁悬浮飞轮稳定控制系统有效

专利信息
申请号: 200510012231.5 申请日: 2005-07-21
公开(公告)号: CN1738183A 公开(公告)日: 2006-02-22
发明(设计)人: 房建成;樊亚洪;魏彤;田希晖 申请(专利权)人: 北京航空航天大学
主分类号: H02N15/00 分类号: H02N15/00;G05B13/00;G05B11/00;F16C32/04
代理公司: 北京科迪生专利代理有限责任公司 代理人: 刘秀娟;成金玉
地址: 100083*** 国省代码: 北京;11
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摘要: 一种高速磁悬浮飞轮稳定控制系统,包括位移传感器、位移信号接口电路、转速检测电路、磁轴承控制器和磁轴承功率放大驱动电路。磁轴承控制器包括轴向磁轴承控制器和径向磁轴承控制器,其中径向磁轴承控制器由分散PID控制模块和交叉反馈控制模块两部分组成,两模块输出之间以相互交叉并联的反馈方式相连。本发明在分散PID控制的基础上,并联引入由前向涡动滤波器和后向涡动滤波器组成的交叉反馈控制,利用前向涡动、后向涡动在频率和涡动方向上的差别,以及前向涡动、后向涡动随转速的变化规律,结合飞轮转子转速信号,对前向涡动和后向涡动同时实现相位超前补偿,从而有效提升飞轮的临界转速,同时保证磁悬浮飞轮系统在整个升、降速过程中稳定运转。
搜索关键词: 一种 高速 磁悬浮 飞轮 稳定 控制系统
【主权项】:
1、一种高速磁悬浮飞轮稳定控制系统,包括位移传感器(1)、位移信号接口电路(2)、转速检测电路(4)、磁轴承控制器(5)、磁轴承功率放大驱动电路(6),其中磁轴承控制器(5)由轴向磁轴承控制器和径向磁轴承控制器组成,其特征在于:所述的径向磁轴承控制器由X向两端的2个分散PID控制模块(8)、Y向两端的2个分散PID控制模块(8)及X向和Y向交叉反馈控制模块(9)组成,位移传感器(1)检测出飞轮径向X两端位移信号Xa、Xb,径向Y两端位移信号Ya、Yb,经过位移信号接口电路(2)后分为两路控制,其中一路分别送至4个分散PID控制模块(8),用于实现飞轮的静态悬浮和低转速下的稳定控制;另一路,X向两端位移信号Xa、Xb经过涡动检测器(10)将X向涡动信号检测出后,送至X向交叉反馈控制模块(9)输入端,Y向两端位移信号Ya、Yb经过涡动检测器(10)将Y向涡动信号检测出后,送至Y向交叉反馈控制模块(9)的输入端,X向交叉反馈控制模块(9)的输出以相反的极性分别与Y向两端2个分散PID控制模块(8)的输出相并联,Y向交叉反馈控制模块(9)的输出以相反的极性分别与X向两端2个分散PID控制模块(8)的输出相并联,整体上连接成X向、Y向交叉反馈控制模块输出之间相互反相与X向、Y向PID控制模块输出交叉并联的反馈方式(11),用于实现飞轮前向涡动和后向涡动的相位超前补偿控制;同时,转速检测电路(4)将检测到的飞轮转速信号分别送至X向和Y向交叉反馈控制模块(9),用于交叉反馈控制模块(9)跟踪飞轮转子(3)的转速,以便能够随时调节其相位超前量和交叉反馈量;经过相位超前补偿的X向和Y向共4路径向输出控制信号和1路轴向输出控制信号经磁轴承功率放大驱动电路(6),生成控制电流送到磁轴承线圈(7),实现对飞轮转子(3)的闭环主动悬浮控制。
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