[發(fā)明專(zhuān)利]無(wú)位置傳感器主動(dòng)控制型磁懸浮系統(tǒng)的控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410018572.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103728883A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于占東;趙旭東;尹珅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 渤海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05B13/04
• 分類(lèi)號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張利明

1.一種無(wú)位置傳感器主動(dòng)控制型磁懸浮系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，它通過(guò)電流傳感器（1）采集獲得磁懸浮系統(tǒng)的電磁鐵線圈（7）的電流，采用AD轉(zhuǎn)換器（2）將采集獲得的電流模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流數(shù)字信號(hào)，位置估算單元（3）根據(jù)所述電流數(shù)字信號(hào)通過(guò)計(jì)算獲得磁懸浮系統(tǒng)的懸浮物的位置信號(hào)，將懸浮物的位置信號(hào)與預(yù)設(shè)置的期望位置信號(hào)作比較，獲得位置偏差信號(hào)，控制器（4）對(duì)該位置偏差信號(hào)進(jìn)行處理后，獲得對(duì)PWM信號(hào)發(fā)生器（5）的控制信號(hào)，該控制信號(hào)使PWM信號(hào)發(fā)生器（5）產(chǎn)生相應(yīng)占空比的電壓脈沖信號(hào)，該電壓脈沖信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路（6）實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁鐵線圈（7）的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)磁懸浮系統(tǒng)的懸浮物的位置控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)位置傳感器主動(dòng)控制型磁懸浮系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述位置估算單元（3）根據(jù)所述電流數(shù)字信號(hào)通過(guò)計(jì)算獲得磁懸浮系統(tǒng)的懸浮物的位置信號(hào)，將懸浮物的位置信號(hào)與預(yù)設(shè)置的期望位置信號(hào)作比較，獲得位置偏差信號(hào)的具體過(guò)程為：

磁懸浮系統(tǒng)的電磁鐵電感L為：

式中N為電磁鐵線圈（7）的匝數(shù)，為由電磁鐵與電磁鐵線圈組成的電磁鐵系統(tǒng)的等效磁阻；

電磁鐵電感L與電磁鐵與懸浮物之間的氣隙寬度x相關(guān)，電磁鐵電感L的估計(jì)值通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取，其獲取過(guò)程為：

取電磁鐵與懸浮物之間的氣隙寬度x為一常值，給電磁鐵線圈（7）施加PWM形式的激磁電壓，使電磁鐵產(chǎn)生激磁電流，此時(shí)，電磁鐵系統(tǒng)回路的微分方程為：

ddti=1L(-Ri+∂L∂xwi+v),]]>

式中i是電磁鐵線圈（7）的電流，R為電磁鐵線圈（7）的電阻，w為懸浮物的運(yùn)動(dòng)速度，v為電磁鐵線圈（7）的激磁電壓，

將上述微分方程進(jìn)行簡(jiǎn)化，獲得：

ddti=1L(-Ri+v),]]>

再將PWM形式的激磁電壓的一個(gè)調(diào)制周期以電壓切換時(shí)刻為界限，分為正電壓區(qū)和負(fù)電壓區(qū)，在每個(gè)正電壓區(qū)和負(fù)電壓區(qū)分別對(duì)電磁鐵線圈（7）的電流進(jìn)行多次采樣，根據(jù)采樣獲得的電流值，對(duì)上式兩邊積分得到：

i(t)=i(ts)+1L∫tst(-Ri+v)dt,]]>

式中，t_s為進(jìn)行電流測(cè)量的初始時(shí)刻，

將上式離散化，并利用最小二乘法，計(jì)算獲得電磁鐵電感L的估計(jì)值；

重復(fù)上述電磁鐵電感L估計(jì)值通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取的過(guò)程，并且每一次對(duì)電磁鐵與懸浮物之間的氣隙寬度x選取不同的常值，獲得氣隙寬度x與電磁鐵電感L的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線，再根據(jù)該對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線，獲得與時(shí)時(shí)計(jì)算獲得的電磁鐵電感L的估計(jì)值對(duì)應(yīng)的氣隙寬度x，將該氣隙寬度x與預(yù)設(shè)置的期望氣隙寬度值進(jìn)行比較，獲得懸浮物的位置偏差信號(hào)，將該位置偏差信號(hào)作為估算單元（3）最終獲得的位置偏差信號(hào)。