[發明專利]一種磁懸浮飛輪高精度主動振動控制系統

有效

• 申請號: 200710176720.3
• 申請日: 2007-11-01
• 公開（公告）號: CN101261496A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 房建成;樊亞洪;劉彬;劉剛;文通;李彩鳳
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B11/32
• 分類號: G05B11/32
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 關玲;李新華

1、一種磁懸浮飛輪高精度不平衡振動控制系統，其特征在于：包括：磁軸承控制器(1)、電流傳感器(3)、功放(6)、PWM調制(7)和位移傳感器(8)，電流傳感器(3)與磁軸承線圈(4)和磁軸承控制器(1)相連，用于檢測磁軸承線圈(4)中電流并將檢測值送至磁軸承控制器(1)；功放(6)與PWM調制(7)和磁軸承線圈(4)相連，用于將調制后的PWM信號放大輸出至磁軸承線圈(4)，對飛輪轉子施加主動控制；PWM調制(7)與磁軸承控制器(1)和功放(6)相連，用于將磁軸承控制器(1)生成的控制量進行PWM調制以輸出到功放(6)；位移傳感器(8)與飛輪轉子(5)和磁軸承控制器(1)相連，用于檢測飛輪轉子(5)的位移信號并將檢測值送至磁軸承控制器(1)；磁軸承控制器(1)由穩定控制器(2)、磁力補償(9)、偏心估計(10)和第一作用開關(11)組成，穩定控制器(2)接收位移傳感器(8)的輸出，穩定控制器(2)的輸出與電流傳感器(3)的輸出作和，與磁力補償(9)的輸出作差后作為PWM調制(7)的輸入；第一作用開關(11)與位移傳感器(8)和偏心估計(10)相連，用于控制是否將位移傳感器(8)的輸出送至偏心估計(10)；偏心估計(10)接收第一作用開關(11)的輸出信號，其輸出送至磁力補償(9)，同時負反饋至位移傳感器(8)的輸出端；磁力補償(9)以偏心估計(10)的輸出作為輸入，其輸出被穩定控制器(2)輸出與電流傳感器(3)輸出之和所減去后送至PWM調制(7)；其中穩定控制器(2)用于對飛輪進行穩定控制，偏心估計(10)用于確定飛輪轉子不平衡量的大小和位置，并對轉子不平衡量進行補償以減小飛輪轉子的不平衡振動，同時確定磁力補償(9)的大小和位置，磁力補償(9)用于對飛輪轉子懸浮氣隙波動所引起的不平衡磁拉力進行補償，以減小位移負剛度引起的飛輪轉子的振動，其大小和位置由偏心估計(10)確定，第一作用開關(11)用于確定偏心估計(10)和磁力補償(9)的作用時刻。

2、根據權利要求1所述的磁懸浮飛輪高精度主動振動控制系統，其特征在于：所述的磁力補償(9)的補償公式為：Ke=Ki-1KxTxTs-1=(-bs+a)kx(as-bs)ki(as-a)kx(as-bs)ki00(-bs+b)kx(as-bs)ki(as-b)kx(as-bs)ki0000(-bs+a)kx(as-bs)ki(as-a)kx(as-bs)ki00(-bs+b)kx(as-bs)ki(as-b)kx(as-bs)ki,]]>式中，K_e為位移負剛度補償矩陣，K_i表征磁軸承電流剛度矩陣，k_i為磁軸承電流剛度值，K_x表征磁軸承位移剛度矩陣，k_x為磁軸承位移剛度值，T_x、T_s為傳感器坐標和磁軸承坐標的變換矩陣，a、b為徑向兩端磁軸承跨距，a_s、b_s為徑向兩端傳感器跨距。