[发明专利]无轴承转子径向位移分离控制与综合补偿方法

摘要

本发明公开了一种无轴承转子径向位移分离控制与综合补偿方法，当前无轴承转子径向位移信号分离为随机位移和不平衡振动位移，根据随机位移和不平衡振动位移的特点进行分别调节，得到随机位移控制力信号和不平衡振动补偿力信号，同时根据当前转子径向位移信号得到不平衡单边电磁拉力补偿信号，将随机位移控制力信号、不平衡振动补偿力信号和不平衡单边电磁拉力补偿信号进行综合比较，得到可控磁悬浮力综合给定信号，再进行力/流变换得到磁悬浮绕组的合成控制电流信号，本发明将无轴承转子的径向位移信号分离为两部分并进行独立控制，提高了无轴承转子的磁悬浮解耦控制精度。

主权项

一种无轴承转子径向位移分离控制与综合补偿方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)定义uv坐标系是随无轴承转子同步旋转的机械坐标系，αβ坐标系是静止正交机械坐标系；(2)将无轴承转子的当前径向位移信号α、β送入单边电磁力补偿器，得到无轴承电机内部的待补偿不平衡单边电磁力给定信号(3)根据不平衡振动位移随转速同频变化的特点，对转子径向位移信号α、β进行转子同步旋转坐标变换，再经低通滤波器，提取出uv坐标系中的转子不平衡振动位移直变量信号um、vm；(4)对um、vm进行反转子同步旋转坐标变换，得到αβ坐标系中的不平衡振动位移信号αm、βm，再将其与无轴承转子的当前径向位移信号α和β对应比较，得到静止αβ坐标系中的转子随机位移信号αs、βs，实现随机位移与不平衡振动位移的有效分解；(5)对αs、βs进行零值给定闭环调节，得到静止αβ坐标系中的随机位移控制力给定信号用以控制转子随机位移；与此同时，对um、vm进行零值给定闭环控制，获得uv坐标系中的不平衡振动补偿控制力给定信号再对进行反转子同步旋转坐标变换，得到静止αβ坐标系中的不平衡振动补偿力给定信号用以控制转子不平衡振动位移；(6)在αβ坐标系中将随机位移控制力给定信号和不平衡振动补偿力给定信号和待补偿不平衡单边电磁力给定信号和进行对应比较，得到可控磁悬浮力综合给定信号的α、β轴可控磁悬浮力分量和(7)将可控磁悬浮力综合给定信号的α、β轴可控磁悬浮力分量和进行力/流变换，得到随机位移控制力、不平衡振动位移控制力与待补偿不平衡单边电磁拉力的悬浮绕组综合控制电流信号和该悬浮绕组综合控制电流信号和经过处理后送入无轴承电机的悬浮绕组，从而实现无轴承转子的随机位移、不平衡振动位移和不平衡单边电磁力的分离控制与综合补偿，其中，所述力/流变换是：is2d*is2q*=1Km(ψ1d2+ψ1q2)ψ1dψ1qψ1q-ψ1dFα*Fβ*,]]>式中：和分别为在转矩系统同步旋转dq坐标系中沿d、q坐标轴向的悬浮绕组综合控制电流信号，Km是由电机结构决定的磁悬浮力系数，ψ1d、ψ1q分别为沿d、q坐标轴向的转矩系统气隙磁链分量。