無位置傳感器主動控制型磁懸浮系統的控制方法
2023-05-22 11:47:11
無位置傳感器主動控制型磁懸浮系統的控制方法
【專利摘要】無位置傳感器主動控制型磁懸浮系統的控制方法，屬於磁懸浮系統的控制【技術領域】。本發明為了解決現有主動控制型磁懸浮系統由於位置傳感器的存在，造成系統的魯棒性差的問題。它通過電流傳感器採集獲得磁懸浮系統的電磁鐵線圈的電流，採用AD轉換器將採集獲得的電流模擬信號轉換為電流數位訊號，位置估算單元根據所述電流數位訊號通過計算獲得磁懸浮系統的懸浮物的位置信號，將懸浮物的位置信號與預設置的期望位置信號作比較，獲得位置偏差信號，控制器對該位置偏差信號進行處理後，獲得對PWM信號發生器的控制信號，該控制信號使PWM信號發生器產生相應佔空比的電壓脈衝信號對電磁鐵線圈進行控制。本發明用於磁懸浮系統的控制。
【專利說明】無位置傳感器主動控制型磁懸浮系統的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無位置傳感器主動控制型磁懸浮系統的控制方法，屬於磁懸浮系統的控制【技術領域】。
【背景技術】
[0002]磁懸浮技術由於具有噪音小、無汙染、無機械接觸等優良特性，而具有廣闊的應用前景，它能消除摩擦阻力、延長設備的使用壽命及減少能量損耗。隨著控制理論、電子技術、電磁理論以及新型電磁材料的發展，磁懸浮技術也得到了長足的發展。近年來，磁懸浮技術在很多的領域得到了廣泛的應用，如磁懸浮列車、磁懸浮軸承、高速磁懸浮電機等。
[0003]傳感器是現有主動控制型磁懸浮系統的核心部件之一，由於位置傳感器的存在，使系統的成本和安裝難度升高。同時，位置傳感器的線性度、靈敏度、解析度等易受環境溫度和電磁噪聲等因素的幹擾，使系統的控制性能受到影響，這也導致了磁懸浮系統的魯棒性較差。這些問題都大大限制了磁懸浮技術在工業上的應用。
【發明內容】
[0004]本發明目的是為了解決現有主動控制型磁懸浮系統由於位置傳感器的存在，造成系統的魯棒性差的問題，提供了一種無位置傳感器主動控制型磁懸浮系統的控制方法。
[0005]本發明所述無位置傳感器主動控制型磁懸浮系統的控制方法，它通過電流傳感器採集獲得磁懸浮系統的電磁鐵線圈的電流，採用AD轉換器將採集獲得的電流模擬信號轉換為電流數位訊號，位置估算單元根據所述電流數位訊號通過計算獲得磁懸浮系統的懸浮物的位置信號，將懸浮物的位置信號與預設置的期望位置信號作比較，獲得位置偏差信號，控制器對該 位置偏差信號進行處理後，獲得對PWM信號發生器的控制信號，該控制信號使PWM信號發生器產生相應佔空比的電壓脈衝信號，該電壓脈衝信號通過驅動電路實現對電磁鐵線圈的控制，進而實現對磁懸浮系統的懸浮物的位置控制。
[0006]所述位置估算單元根據所述電流數位訊號通過計算獲得磁懸浮系統的懸浮物的位置信號，將懸浮物的位置信號與預設置的期望位置信號作比較，獲得位置偏差信號的具體過程為:
[0007]磁懸浮系統的電磁鐵電感L為:
[0008]
【權利要求】
1.一種無位置傳感器主動控制型磁懸浮系統的控制方法，其特徵在於，它通過電流傳感器(I)採集獲得磁懸浮系統的電磁鐵線圈(7 )的電流，採用AD轉換器(2 )將採集獲得的電流模擬信號轉換為電流數位訊號，位置估算單元(3)根據所述電流數位訊號通過計算獲得磁懸浮系統的懸浮物的位置信號，將懸浮物的位置信號與預設置的期望位置信號作比較，獲得位置偏差信號，控制器(4)對該位置偏差信號進行處理後，獲得對PWM信號發生器(5)的控制信號，該控制信號使PWM信號發生器(5)產生相應佔空比的電壓脈衝信號，該電壓脈衝信號通過驅動電路(6)實現對電磁鐵線圈(7)的控制，進而實現對磁懸浮系統的懸浮物的位置控制。
2.根據權利要求1所述的無位置傳感器主動控制型磁懸浮系統的控制方法，其特徵在於，所述位置估算單元(3)根據所述電流數位訊號通過計算獲得磁懸浮系統的懸浮物的位置信號，將懸浮物的位置信號與預設置的期望位置信號作比較，獲得位置偏差信號的具體過程為: 磁懸浮系統的電磁鐵電感L為:
3.根據權利要求2所述的無位置傳感器主動控制型磁懸浮系統的控制方法，其特徵在於， 控制器(4)對該位置偏差信號進行處理後，獲得對PWM信號發生器(5)的控制信號的具體過程為: 控制器(4)採用PID控制方法，其傳遞函數K(s)為:
4.根據權利要求3所述的無位置傳感器主動控制型磁懸浮系統的控制方法，其特徵在於，微分時間常數Td=0.028。
5.根據權利要求4所述的無位置傳感器主動控制型磁懸浮系統的控制方法，其特徵在於，增益項&=2.2。
6.根據權利要求5所述的無位置傳感器主動控制型磁懸浮系統的控制方法，其特徵在於，積分時間常數1\=1/12。
【文檔編號】G05B13/04GK103728883SQ201410018572
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月14日 優先權日:2014年1月14日
【發明者】於佔東, 趙旭東, 尹珅 申請人:渤海大學