[发明专利]径向磁轴承位移检测用连续时间系统的构建方法

摘要

本发明涉及一种基于容积卡尔曼滤波器的径向磁轴承位移检测方法及系统，本径向磁轴承位移检测方法包括：根据所述连续时间系统获得转子在x，y方向径向位移输出信号和转速信号，并且将连续时间系统离散化，以实现容积卡尔曼滤波器算法提取转子的位移信息；本发明避免了对本质为非线性模型的径向磁轴承的线性化处理，实现了无位移传感器运行，有很强的抑制干扰能力，能精确的检测径向磁轴承位移，并且当系统的确切性质未知时同样可以检测径向磁轴承位移。

主权项

1.一种径向磁轴承位移检测用连续时间系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，计算转子在三个磁极方向上所受到的悬浮力；步骤S2，建立连续时间系统；所述步骤S1中计算转子在三个磁极方向上所受到的悬浮力的方法包括：步骤S11，计算各磁极气隙的磁通，即如式(1)所示：式(1)中，ΦA、ΦB、ΦC分别为三相磁极气隙对应的磁通；N3为在x和y方向上的等效匝数；RA、RB、RC分别是三个磁极气隙的磁阻；iA、iB、iC分别是流经三个磁极的电流；步骤S12，对式(1)中的N3iA，N3iB，N3iC进行三相静止坐标系到两相静止坐标系变换，即如式(2)所示：式(2)中，N2为三相交流线圈安匝数，ix、iy分别为x、y方向的实际控制电流；步骤S13，将悬浮力投影到x和y方向上，即获两个力分别用得fx(t)和fy(t)表示；所述fx(t)和fy(t)的表达式如下：式(3)中，μ为磁导率，S为磁极等效面积，α为磁极方位角；所述连续时间系统如公式(4)所示：式中：其中，Vx，Vy分别为转子在x和y方向的转速；fzx和fzy分别为转子在x和y方向的扰动；Ta、Ka分别为等效时间常数、功率放大增益；ixref和iyref分别为x和y方向的参考电流；fx(x,ix)和fy(x,iy)分别为x方向位移、控制电流和y方向的位移、控制电流的函数；m为转子质量；vx是转子在x方向位移干扰量、vVx为转子在x方向的转速干扰量、vix为转子在x方向的电流干扰量、vfzx为转子在x方向的扰动干扰量、vy是转子在y方向位移干扰量、vVy为转子在y方向的转速干扰量、viy为转子在y方向的电流干扰量、vfzy为转子在y方向的扰动干扰量。