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公开(公告)号：CN113282115B
公开(公告)日：2022-03-29
申请号：CN202110597800.6
申请日：2021-05-31
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D13/62 , G01B21/02 , G01H17/00 , G01M13/045
Abstract: 本发明公开了一种相移广义积分扩张状态观测器、振动抑制方法及系统，属于磁悬浮轴承控制领域，包括：误差获取模块，用于将当前控制周期内的位移信号qj与上一控制周期内的位移观测值zj1(p)作差，得到位移误差ej；第三观测模块，用于将ej按照l3放大后，分别进行积分和按照传递函数进行变换，并将积分结果和变换结果相加，得到广义扰动观测值zj3；第二观测模块，用于根据磁悬浮轴承当前控制周期内在目标自由度的控制电流信号icj和广义扰动观测值zj3计算位移一阶导数观测值zj2；第一观测模块，用于根据位移一阶导数观测值zj2和位移误差ej计算位移观测值zj1。本发明能够实现低转速下的稳定悬浮与振动抑制，拓宽了磁悬浮轴承稳定运行的转速范围。
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公开(公告)号：CN112815007B
公开(公告)日：2022-02-01
申请号：CN202110278116.1
申请日：2021-03-16
Applicant: 华中科技大学 , 中国船舶重工集团公司第七一二研究所
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮轴承系统转子不平衡激励观测与位移振动抑制方法，属于磁悬浮轴承控制领域。包括将转子坐标转化为平动‑转动坐标，解算磁悬浮轴承的支撑力与转子陀螺效应导致的激励，广义积分扩张状态观测器对不平衡激励进行观测。对不平衡激励进行有效观测后，在功率放大器的指令中注入与观测所得的不平衡激励等大反向的指令，用于产生抵消不平衡激励的电磁力，进而起到抑制转子的位移振动的作用。对转子位移振动进行抑制，可提高转子回转精度，降低碰磨风险。对不平衡激励进行观测，对转子的动平衡时的补偿质量解算也具有重要意义。
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公开(公告)号：CN113282115A
公开(公告)日：2021-08-20
申请号：CN202110597800.6
申请日：2021-05-31
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05D13/62 , G01B21/02 , G01H17/00 , G01M13/045
Abstract: 本发明公开了一种相移广义积分扩张状态观测器、振动抑制方法及系统，属于磁悬浮轴承控制领域，包括：误差获取模块，用于将当前控制周期内的位移信号qj与上一控制周期内的位移观测值zj1(p)作差，得到位移误差ej；第三观测模块，用于将ej按照l3放大后，分别进行积分和按照传递函数进行变换，并将积分结果和变换结果相加，得到广义扰动观测值zj3；第二观测模块，用于根据磁悬浮轴承当前控制周期内在目标自由度的控制电流信号icj和广义扰动观测值zj3计算位移一阶导数观测值zj2；第一观测模块，用于根据位移一阶导数观测值zj2和位移误差ej计算位移观测值zj1。本发明能够实现低转速下的稳定悬浮与振动抑制，拓宽了磁悬浮轴承稳定运行的转速范围。
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公开(公告)号：CN109780057B
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN201910153327.5
申请日：2019-02-28
Applicant: 华中科技大学
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种基于磁悬浮轴承的电力电子控制器的方法，包括：4个单向导通器件、4个可控开关和4个绕组；通过改变各绕组对应可控开关的导通时间控制通过各绕组的电流，实现对磁悬浮轴承中控制两个自由度的四个绕组产生的电磁力的控制。本发明的各绕组星型连接，对于单个八极径向磁轴承的四个绕组只需要四个桥臂来进行控制，改变了以往结构单个线圈需要两个桥臂来控制的方式，做到了器件的最优化使用；同时本发明的控制器存在零电平续流状态，可大大减小电流纹波。
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公开(公告)号：CN112096737A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010975958.8
申请日：2020-09-16
Applicant: 华中科技大学
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮轴承‑转子装置的控制方法和控制系统，属于磁悬浮轴承控制领域，所述方法包括：S1:获取处于原始悬浮状态的转子的原始径向位移；S2:获取原始径向位移和参考位移指令对应的位移差值信号，并根据位移差值信号获取原始电流指令；S3:采集磁轴承绕组上的绕组电流信号，并根据原始径向位移和绕组电流信号获取电流补偿信号；S4:将原始电流指令和电流补偿信号进行叠加得到目标电流指令；S5:利用目标电流指令在磁轴承绕组中产生目标电流信号，以使磁轴承绕组生成目标电磁力将转子从原始悬浮状态调整为目标悬浮状态。本申请可以有效抑制转子在径向位移振动，从而避免转子径向位移振动引起的机械装置损坏、噪声过大和稳定性差等问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110905921B
公开(公告)日：2020-10-16
申请号：CN201911200259.X
申请日：2019-11-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种应用于磁悬浮轴承的环形拓扑四桥臂控制装置及方法，属于磁悬浮轴承控制领域，包括4个单向导通器件、4个可控开关、4个绕组和电源。改变各个可控开关在一个开关周期内的导通时间控制通过各绕组的电流，通过将4个绕组分为两组，控制绕组中共模电流与差模电流的方式，实现对磁悬浮轴承中控制两个自由度的四个绕组电流的控制。本发明4个绕组环形连接，对于单个八极径向磁轴承的四个绕组只需要四个桥臂进行控制，对普通的桥式电路中单个线圈需要两个桥臂控制的方式，有效提高了器件的利用率。同时本发明提供的控制器在对两个绕组之间的差分电流进行控制时，可实现较高的电压利用率。
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公开(公告)号：CN111637164A
公开(公告)日：2020-09-08
申请号：CN202010435591.0
申请日：2020-05-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种应用于磁悬浮轴承的串联绕组控制装置及方法，属于磁悬浮轴承控制领域，包括5个单向导通器件、5个可控开关、4个绕组和电源。改变各个可控开关在一个开关周期内的导通时间控制通过各绕组的电流，通过将4个绕组分为两组，控制绕组中共模电流与差模电流的方式，实现对磁悬浮轴承中控制两个自由度的4个绕组电流的控制。本发明4个绕组串联，对于单个八极径向磁轴承的4个绕组只需要5个桥臂进行控制，对普通的桥式电路中单个线圈需要两个桥臂控制的方式，有效提高了器件的利用率。同时本发明提供的控制器在对两个绕组之间的差模电流进行控制时，可实现较高的电压利用率。
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公开(公告)号：CN112815008B
公开(公告)日：2022-02-15
申请号：CN202110299997.5
申请日：2021-03-22
Applicant: 华中科技大学 , 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮两自由度径向轴承四相全桥拓扑电路、磁悬浮两自由度径向轴承四相全桥拓扑电路的开关断路故障容错系统及方法。采用四相全桥拓扑作为磁悬浮轴承控制器的绕组拓扑，基于主动磁悬浮轴承中绕组电流单向流动的特性，对开关器件进行冗余设计，具有正常模式和容错模式，当开关器件发生故障时，使故障开关管不参与电流控制，利用冗余的开关元件来实现对磁悬浮轴承系统的稳定控制，能够在容错工况下保持系统不停机运行，保证转子不发生跌落，有效提高了磁悬浮轴承系统的故障容错能力。
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公开(公告)号：CN112727923B
公开(公告)日：2021-12-03
申请号：CN202011605006.3
申请日：2020-12-30
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种磁轴承串联绕组控制器的开关断路故障容错系统及方法，包括2N个串联的绕组、2N+1个桥臂和1个直流电压源；各桥臂的上端均与直流电压源的正极连接，下端均与直流电压源的负极连接；本发明采用串联绕组拓扑作为磁悬浮轴承控制器的绕组拓扑，每个开关元件都有独立的分块，单个开关元件故障并不会影响其它元件，同时对单独放置的二极管也没有太大影响，故在该容错系统中，当单个开关元件故障时，仍可利用其它剩余开关元件来实现磁悬浮轴承系统的稳定控制，在正常工作模式和容错工作模式中平滑切换，保证转子不发生跌落；在发生开关器件断路故障时可以在容错工作模式下保证系统不停机运行，有效提高了磁悬浮轴承系统的故障冗余能力。
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公开(公告)号：CN112815008A
公开(公告)日：2021-05-18
申请号：CN202110299997.5
申请日：2021-03-22
Applicant: 华中科技大学 , 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮两自由度径向轴承四相全桥拓扑电路、磁悬浮两自由度径向轴承四相全桥拓扑电路的开关断路故障容错系统及方法。采用四相全桥拓扑作为磁悬浮轴承控制器的绕组拓扑，基于主动磁悬浮轴承中绕组电流单向流动的特性，对开关器件进行冗余设计，具有正常模式和容错模式，当开关器件发生故障时，使故障开关管不参与电流控制，利用冗余的开关元件来实现对磁悬浮轴承系统的稳定控制，能够在容错工况下保持系统不停机运行，保证转子不发生跌落，有效提高了磁悬浮轴承系统的故障容错能力。
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