[发明专利]一种基于干扰观测器的高精度磁轴承轴向控制方法

摘要

一种基于干扰观测器的高精度磁轴承轴向控制方法，该方法主要由控制器和干扰观测器两部分组成，干扰观测器包括Q滤波器、有理化广义对象逆QG_n^-1部分，控制系统中控制器根据位移偏差计算得到基本控制量，形成位置闭环控制系统，干扰观测器观测得到的干扰估计值，负反馈到基本控制量中补偿外界扰动，最后形成的电流控制量驱动功放实现磁轴承高精度悬浮。本发明将外部干扰及对象参数变化造成的差异，都等效到控制输入端，在控制量中引入等量的补偿，实现干扰抑制。本发明针对外部未建模、未知的扰动，可以进行在线观测和有效抑制，提高了悬浮的控制精度，有利于系统的稳定性。

主权项

1、一种基于干扰观测器的高精度磁轴承轴向控制方法，其特征在于步骤如下：(a)首先加入扫频电路，对于功放及包括功放在内的广义被控对象分别做扫频实验，获取广义被控对象参数，建立广义对象的逆Gn-1传递函数，然后撤去扫频电路部分，将传感器输出直接接入A/D模块；(b)初始化DSP模块中的干扰观测器和控制器K参数，设置采样数据存储空间，设定FPGA模块的采样模式为时钟中断；(c)FPGA模块控制A/D模块采样得到传感器输出，并且接收A/D模块转换得到的数字量结果；(d)FPGA模块将数字量发送至DSP模块，在DSP模块中根据给定的悬浮中心位置，计算输入位移量值对应的位移偏差量；(e)在DSP模块中的控制器K输入为位移偏差量，控制器K采用控制器算法计算得到基本控制量；(f)在DSP模块中的干扰观测器由Q滤波器和有理化广义对象逆QGn-1构成，干扰观测器包括电流控制量和位移量两个输入，其中，电流控制量输入Q滤波器进行计算，位移量输入有理化广义对象逆QGn-1进行计算，上述两者计算的结果相减为干扰估计量；(g)在DSP模块中利用干扰估计量与基本控制量得到电流控制量，然后将电流控制量传给FPGA模块，在FPGA模块中形成PWM波形，控制功放产生电磁力，实现磁轴承高精度稳定悬浮。