CN106640963B - 一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统，包括八极径向电磁悬浮轴承，所述八极径向电磁悬浮轴承包括定子和转子，所述定子由八个相互独立的电磁铁组成，八个电磁铁相互隔磁并等圆弧间隔布置在同一安装平面上，所述控制系统还包括位移传感器、电磁线圈内电流的电流传感器、磁轴承控制单元、光电耦合电路和功放电路，所述磁轴承控制单元包括磁轴承中央控制器、信号采集单元、自传感估计器和控制信号发生器，所述电流传感器、功放电路均与八个电磁铁的八对电磁线圈连接；所述转子与所述位移传感器信号连接，所述位移传感器与所述磁轴承中央控制器连接。本发明提供一种减少体积、安装简易、成本较低的一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统及方法。

Description

一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及磁轴承领域，尤其是一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统及方法。

背景技术

电磁悬浮轴承是通过电磁力使得轴承的转子与定子处于相对悬浮状态；因此，电磁悬浮轴承表现出诸多优点，例如：无需润滑、无摩擦/无磨损、低噪声、适用于高速和超高速运行场合。磁悬浮轴承已经在航空航天，精密仪器，高速高精密数控机床等领域有广泛应用。

电磁悬浮轴承主要分为三类：①被动磁轴承②主动磁轴承③混合磁轴承。电磁悬浮轴承的电磁控制部分，是通过改变各磁极的电流大小，来控制磁极变现的刚度和阻尼。进而调整转子的状态。电磁悬浮轴承电控部分主要是通过传统的PID控制。使得转子平稳运行。

电磁悬浮轴承转子的振动位移和振动速度检测是大多数的都是通过电涡流位移传感器和振动速度传感器来完成的，可以满足检测的要求。然而，昂贵的传感器成本和复杂的安装及布线，后期维护与校准的困境在振动位移检测中提出更高的要求。随着电磁悬浮轴承的自传感方法和技术的应用，从而弥补了电涡流位移传感器和振动速度传感器给磁轴承系统所带来的诸多缺点。

发明内容

为了克服已有磁轴承的体积较大、安装复杂、成本较高的不足，本发明提供一种减少体积、安装简易、成本较低的一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统，包括八极径向电磁悬浮轴承，所述八极径向电磁悬浮轴承包括定子和转子，所述转子位于定子的内孔，所述定子由八个相互独立的电磁铁组成，八个电磁铁相互隔磁并等圆弧间隔布置在同一安装平面上，所述控制系统还包括用于检测转子位移的位移传感器、用于检测电磁铁的电磁线圈内电流的电流传感器、磁轴承控制单元、光电耦合电路和功放电路，所述磁轴承控制单元包括磁轴承中央控制器、信号采集单元、自传感估计器和控制信号发生器，所述电流传感器与所述信号采集单元连接，所述信号采集单元与所述自传感估计器连接，所述自传感估计器与所述磁轴承中央控制器连接，所述磁轴承中央控制器与所述控制器信号发生器连接，所述控制信号发生器通过所述光电耦合电路与所述功放电路连接；

所述电流传感器、功放电路均与八个电磁铁的八对电磁线圈连接；所述转子与所述位移传感器信号连接，所述位移传感器与所述磁轴承中央控制器连接。

进一步，所述八极径向电磁悬浮轴承为同极型八极径向电磁悬浮轴承，同极型八极径向电磁悬浮轴承的八个电磁铁的同极性磁极在同一横截面上径向布置；

所述同极型八极径向电磁悬浮轴承还包括轴承座，所述轴承座的内侧内孔上等圆弧设置有八个电磁铁安装槽，每个电磁铁与每个电磁铁安装槽一一对应，所述轴承座设置有两个，分别为第一轴承座和第二轴承座，所述第二轴承座的电磁铁安装槽与所述第一轴承座的电磁铁安装槽一一对应并形成电磁铁安装腔，所述电磁铁位于所述电磁铁安装腔内并与其过盈装配，所述第二轴承座与所述第一轴承座固定在一起；所述第一轴承座的外侧、第二轴承座的外侧分别固定安装有轴承端盖；

所述第一轴承座的内侧上设有绝磁阳槽，所述第二轴承座的内侧上设有与绝磁阳槽相配合的绝磁阴槽；所述绝磁阳槽包括用于隔离第一轴承座上的相邻两个电磁铁安装槽的隔断凸起和位于该第一轴承座的八个电磁铁安装槽外一周的环形凸起，所述隔断凸起与所述环形凸起的内侧连接；

所述绝磁阴槽包括用于隔离第二轴承座上的相邻两个电磁铁安装槽的隔断凹槽和位于该第二轴承座的八个电磁铁安装槽外一周的环形凹槽，所述隔断凹槽与所述环形凹槽的内侧连接；

所述隔断凸起卡接在所述隔断凹槽内，所述环形凸起卡接在所述环形凹槽内。

进一步，所述八极径向电磁悬浮轴承为异极型八极径向电磁悬浮轴承，异极型八极径向电磁悬浮轴承的八个电磁铁的磁极均在同一横截面上径向布置；

所述异极型八极径向电磁悬浮轴承还包括轴承座和轴承端盖，所述轴承端盖设置有两个分别为第一轴承端盖和第二轴承端盖；

所述轴承座的内侧内孔上等圆弧设置有八个电磁铁安装槽，每个电磁铁与每个电磁铁安装槽一一对应，第一轴承端盖的内侧内孔上等圆弧设置有八个电磁铁安装槽，所述第一轴承端盖上的电磁铁安装槽与所述轴承座的电磁铁安装槽一一对应并形成电磁铁安装腔，所述电磁铁位于所述电磁铁安装腔内并与其过盈装配，所述第一轴承端盖与所轴承座固定在一起；所述轴承座的外侧固定安装有第二轴承端盖；

所述轴承座的内侧上设有绝磁阴槽，所述第一轴承端盖的内侧上设有与绝磁阴槽相配合的绝磁阳槽；所述绝磁阴槽包括用于隔离轴承座上的相邻两个电磁铁安装槽的隔断凹槽和位于该轴承座的八个电磁铁安装槽外一周的环形凹槽，所述隔断凹槽与所述环形凹槽的内侧连接；

所述绝磁阳槽包括用于隔离第一轴承端盖上的相邻两个电磁铁安装槽的隔断凸起和位于该第一轴承端盖的八个电磁铁安装槽外一周的环形凸起，所述隔断凸起与所述环形凸起的内侧连接；

所述隔断凸起卡接在所述隔断凹槽内，所述环形凸起卡接在所述环形凹槽内。

一种八极径向电磁悬浮轴承的控制方法包括如下步骤：

当转子工作时受到外力作用，使得转子偏离轴心的位置，位移传感器就会检测到转子的位移信号，并将该位移信号传输给磁轴承中央控制器，通过磁轴承中央控制器中的非线性微分器得到转子的振动位移和振动速度，然后磁轴承中央控制器基于模糊控制算法会输出控制数据参数，控制数据参数传输到控制信号发生器产生相应的电流控制信号；控制信号发生器将电流控制信号通过光电耦合电路、功放电路分别控制八对电磁线圈中的电流，使其中四对电磁铁产生控制力，另外四对电磁铁产生阻尼力，从而使得转子能够被快速平衡；

与此同时，电流传感器检测到电磁铁的电磁线圈内电流信号，并将该电流信号依次做低通滤波、抗混叠滤波，接着再经过信号采集单元进行HHT变换，然后经过自传感估计器中的基于磁通变换的位移估计器，将振动位移估计值送入磁轴承中央控制器，磁轴承中央控制器中对自传感估计器测得的转子位移与位移传感器测得位移进行比较，此时自传感估计器获得的位移信号，不参与控制，只是和位移传感器获得的位移信号进行比较；当两者相同时，说明自传感估计器可以很好的获得转子位移信号，此时位移传感器可以停止工作，只需要电流传感器直接检测电磁线圈内电流信号，然后通过信号采集单元和自传感估计器估计出转子的振动位移，并且通过磁轴承中央控制器中的非线性微分器得到转子的振动位移和振动速度，然后磁轴承中央控制器基于模糊控制算法会输出控制数据参数，控制数据参数传输到控制信号发生器产生相应的电流控制信号；

控制信号发生器将位移信号、电流控制信号通过光电耦合电路、功放电路分别控制八对电磁线圈中的电流，使其中四对电磁铁产生控制力，另外四对电磁铁产生阻尼力，从而使得转子能够被快速平衡。

本发明的有益效果主要表现在：减少体积、安装简易、成本较低。

附图说明

图1是一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统的结构框图。

图2是同极型八极径向电磁悬浮轴承的爆炸图。

图3是同极型八极径向电磁悬浮轴承的定子示意图。

图4是同极型八极径向电磁悬浮轴承的第一轴承座的结构示意图。

图5是同极型八极径向电磁悬浮轴承的第二轴承座的结构示意图。

图6是同极型八极径向电磁悬浮轴承的定子与转子装配图。

图7是异极型八极径向电磁悬浮轴承的爆炸图。

图8是异极型八极径向电磁悬浮轴承的定子示意图。

图9是异极型八极径向电磁悬浮轴承的轴承座的结构示意图。

图10是异极型八极径向电磁悬浮轴承的第一轴承端盖的结构示意图。

图11是异极型八极径向电磁悬浮轴承的定子与转子装配图。

图12是八相开关功放电路原理图。

图13是一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统的的控制原理框图。

图14是自传感技术的原理图。

图15是八极径向电磁悬浮轴承的八相电磁极标示图。

图16是同极型八极径向电磁悬浮轴承的转子系统的交叉模糊PID控制系统原理框图。

图17是异极型八极径向电磁悬浮轴承的转子系统的交叉模糊PID控制系统原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图17，一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统，包括八极径向电磁悬浮轴承，所述八极径向电磁悬浮轴承包括定子和转子，所述转子位于定子的内孔，所述定子由八个相互独立的电磁铁组成，八个电磁铁相互隔磁并等圆弧间隔布置在同一安装平面上，所述控制系统还包括用于检测转子位移的位移传感器、用于检测电磁铁的电磁线圈内电流的电流传感器、磁轴承控制单元、光电耦合电路和功放电路，所述磁轴承控制单元包括磁轴承中央控制器、信号采集单元、自传感估计器和控制信号发生器，所述电流传感器与所述信号采集单元连接，所述信号采集单元与所述自传感估计器连接，所述自传感估计器与所述磁轴承中央控制器连接，所述磁轴承中央控制器与所述控制器信号发生器连接，所述控制信号发生器通过所述光电耦合电路与所述功放电路连接；

所述电流传感器、功放电路均与八个电磁铁的八对电磁线圈电连接；所述转子与所述位移传感器信号连接，所述位移传感器与所述磁轴承中央控制器连接。

进一步，所述八极径向电磁悬浮轴承为同极型八极径向电磁悬浮轴承，同极型八极径向电磁悬浮轴承的八个电磁铁131的同极性磁极在同一横截面上径向布置；

所述同极型八极径向电磁悬浮轴承还包括轴承座，所述轴承座的内侧内孔上等圆弧设置有八个电磁铁安装槽2，每个电磁铁与每个电磁铁安装槽一一对应，所述轴承座设置有两个，分别为第一轴承座12和第二轴承座14，所述第二轴承座14的电磁铁安装槽与所述第一轴承座12的电磁铁安装槽一一对应并形成电磁铁安装腔，所述电磁铁131位于所述电磁铁安装腔内并与其过盈装配，所述第二轴承座14与所述第一轴承座12固定在一起；所述第一轴承座12的外侧、第二轴承座14的外侧分别固定安装有轴承端盖11；

所述第一轴承座12的内侧上设有绝磁阳槽121，所述第二轴承座14的内侧上设有与绝磁阳槽相配合的绝磁阴槽141；所述绝磁阳槽121包括用于隔离第一轴承座12上的相邻两个电磁铁安装槽的隔断凸起和位于该第一轴承座12的八个电磁铁安装槽外一周的环形凸起，所述隔断凸起与所述环形凸起的内侧连接；

所述绝磁阴槽141包括用于隔离第二轴承座14上的相邻两个电磁铁安装槽的隔断凹槽和位于该第二轴承座14的八个电磁铁安装槽外一周的环形凹槽，所述隔断凹槽与所述环形凹槽的内侧连接；

所述隔断凸起卡接在所述隔断凹槽内，所述环形凸起卡接在所述环形凹槽内。

进一步，所述八极径向电磁悬浮轴承为异极型八极径向电磁悬浮轴承，异极型八极径向电磁悬浮轴承的八个电磁铁231的磁极均在同一横截面上径向布置；

所述异极型八极径向电磁悬浮轴承还包括轴承座22和轴承端盖，所述轴承端盖设置有两个分别为第一轴承端盖24和第二轴承端盖21；

所述轴承座22的内侧内孔上等圆弧设置有八个电磁铁安装槽3，每个电磁铁与每个电磁铁安装槽一一对应，第一轴承端盖24的内侧内孔上等圆弧设置有八个电磁铁安装槽，所述第一轴承端盖24上的电磁铁安装槽与所述轴承座22的电磁铁安装槽一一对应并形成电磁铁安装腔，所述电磁铁231位于所述电磁铁安装腔内并与其过盈装配，所述第一轴承端盖24与所轴承座22固定在一起；所述轴承座22的外侧固定安装有第二轴承端盖21；

所述轴承座22的内侧上设有绝磁阴槽221，所述第一轴承端盖24的内侧上设有与绝磁阴槽221相配合的绝磁阳槽241；所述绝磁阴槽221包括用于隔离轴承座22上的相邻两个电磁铁安装槽的隔断凹槽和位于该轴承座的八个电磁铁安装槽外一周的环形凹槽，所述隔断凹槽与所述环形凹槽的内侧连接；

所述绝磁阳槽241包括用于隔离第一轴承端盖24上的相邻两个电磁铁安装槽的隔断凸起和位于该第一轴承端盖24的八个电磁铁安装槽外一周的环形凸起，所述隔断凸起与所述环形凸起的内侧连接；

所述隔断凸起卡接在所述隔断凹槽内，所述环形凸起卡接在所述环形凹槽内。

本实施例中，八极径向电磁悬浮轴承可以为同极型八极径向电磁悬浮轴承或是异极型八极径向电磁悬浮轴承；其特点是分别有八个电磁线圈相互独立而且隔磁，构成轴承的八个磁极磁场，所有磁极之间相互独立，互不影响；电磁线圈构建动态调整磁场，根据转子状态起调整作用。

本发明的工作原理为：八个电磁铁的磁极配置在同一平面内，且均匀相间分布，形成八极径向电磁悬浮轴承；磁极相互绝磁，使得磁通/磁路不会相互影响；为了缩减磁悬浮轴承的径向尺寸和提高磁轴承控制系统的稳定性，本发明中集成了基于电流传感器的自传感技术来代替传统磁轴承中的振动位移传感器；实时测量电流及其时间变化率，基于磁通变化的自传感估计算法来计算振动位移和振动速度。处于同一平面内的八个磁极根据自传感估计算法得到的振动位移和振动速度信息，通过磁轴承中央控制器来配置电磁阻尼磁极和电磁刚度磁极，分别利用振动位移和振动速度输出电磁阻尼力和电磁刚度力，从而达到磁悬浮转子振动控制。

如图2、图3、图4、图5和图6所示为同极型八极径向电磁悬浮轴承，在同一横截面内，电磁铁的磁极只有一种极性磁极，要么只有N极，要么只有S极；电磁铁131是由铁芯和电磁线圈组成，电磁铁131的铁芯由硅钢片/坡莫合金叠片而成，在铁芯上绕上电磁线圈，就可以组成磁悬浮磁极；将此定子13过盈装配入铝合金的第一轴承座12和第二轴承座14组成的电磁铁安装腔内，第一轴承座12和第二轴承座14以螺纹孔连接，通过螺钉连接锁紧，这样轴承得以封闭。并且第一轴承座12和第二轴承座14通过阴阳槽结构配合以达到绝磁使用，绝磁阴阳槽如图4和图5所示。使得位于同一安装平面内的八个磁极相互绝磁，并达到无漏磁，从而取得八个磁极彼此独立、互无影响。利用这种装配结构，突出了轴承组装的简便性。如图6所示，一个转子15上设有两个定子13。

如图7、图8、图9、图10和图11所示为异极型八极径向电磁悬浮轴承，在同一横截面内分布有S和N两种磁极，即所有的磁极都在同一横截面内；电磁铁是由铁芯和电磁线圈组成，电磁铁231的铁芯由硅钢片/坡莫合金叠片而成，在铁芯上绕上电磁线圈，就可以组成磁悬浮磁极；将此定子23过盈装配入铝合金轴承座22和第一轴承端盖24组成的电磁铁安装腔内，轴承座22和第一轴承端盖24以螺纹孔连接，通过螺钉连接锁紧，这样轴承得以封闭。并且轴承座22和第一轴承端盖24通过阴阳槽结构配合以达到绝磁使用，绝磁阴阳槽如图7、9、10所示。使得位于同一安装平面内的八个磁极相互绝磁，并达到无漏磁，从而取得八个磁极彼此独立、互无影响。利用这种装配结构，突出了轴承组装的简便性。如图11所示，一个转子25上设有两个定子23。

如图12所示功率驱动原理，该电磁轴承控制系统主要通过动态调整电磁线圈的电流进行控制转子的运行状态；由八个电磁线圈构成八相结构独立连接；每相通过H逆变桥开关功放来完成功率驱动。H逆变桥开关功放由一组互补的PWM控制的四个开关功率管构成；八相开关功放由DSP TMS320F2812为核心的磁轴承中央控制器来驱动各相并形成所需的电磁电流，在功放环节上形成控制电流i₁₁～i₁₈闭环回路，促使稳定建立控制磁场；通过采样V_samp1～V_samp8，对功率放大电路进行过流保护。其中，i₁₁～i₁₈是功放电路上的控制电流也就是磁轴承控制单元输出控制信号的电流，i_x11～i_x18是功放电路产生的电流，通过i₁₁～i₁₈控制功放电路产生i_x11～i_x18电流；V_samp1～V_samp8是功放电路上的压降。

电磁线圈结构特点是线圈与线圈之间相互独立，互不影响。可以采用直流驱动的方式来建立控制磁场，也可以采样交流驱动方式来建立控制磁场；这种连接方式可以根据控制需求来确定输出的电磁刚度力和电磁阻尼力，控制算法更加简洁和灵活。

如图8所示磁轴承的振动位移和振动速度信号检测方法原理，在磁极工作的时候，通过对其中一个磁轴承的八个电磁铁线圈电流i_x11～i_x18采样值先做低通滤波和抗混叠滤波，再经过HHT(Hilbert-Huang Transformation)变换，又经过自传感估计器中的基于磁通变化的位移估计器后将振动位移估计值送入磁轴承中央控制器中的非线性微分器得到与实时磁悬浮转子的振动位移和振动速度的无偏有效的估计信号z和即得到振动位移和振动速度。信号z和作为控制算法的输入，构建成多输入多输出控制系统。

如图15所示，位移传感器通过检测转子位移获得信号，并且对信号进行估计，通过16路串口把所获得的信号与评估传入磁轴承中央控制器，在磁轴承中央控制器中通过悬浮控制算法对其进行控制，通过16路串口把信号输出，通过电流内环控制器和功放的作用，把控制信号输出，对磁悬浮系统进行控制。

如图6、图11、图12和图15所示；对应输入通道增益的控制相关变量即为弹性支承力k_zz和阻尼力为此可以独立计算磁力轴承在运行中的轴承力；同时二阶跟踪微分器的实时响应特性保障系统的实时性。

所描述的MIMO系统即磁悬浮轴承控制系统，对磁力轴承八极电磁线圈进行动态配置，配置的方法如下：8个磁极周向逆时针依次编号J1，J2，J3，J4，J5，J6，J7，J8。8个电磁极组合可以表现为如下形式：

(1)“8极”支承刚度组态：J1，J2，J3，J4，J5，J6，J7，J8均表现为弹性支承属性。

“8极”径向阻尼组态：J1，J2，J3，J4，J5，J6，J7，J8均表现为阻尼属性。

(3)“4+4”磁极动态分配：J1，J3，J5，J7表现为弹性支承属性，J2，J4，J6，J8变现为阻尼属性。

通过对磁极构建空间电磁控制环，可以提供在空间上动态阻尼和弹性支承特性；阻尼与刚度的组合形式会因轴承所处的状态和转子转速不同的情况下可应用不同组合。阻尼与刚度的组合形式会因轴承所处的状态和转子转速不同的情况下有不同的组合。(1)，(2)，(3)三种控制组态可以通过控制实现多态轮动控制方式。例如：“8极”支承刚度--->“4+4”磁极动态分配--->“8极”阻尼状态循环轮动，从而表现为8极普通径向磁轴承、刚度和阻尼并置磁轴承和8极径向电磁阻尼器；或者“8极”支承刚度--->“4+4”磁极动态分配轮动；或者单独为“4+4”配置的刚度和阻尼混合并置电磁状态。

如图16、图17所示，两点支承的电磁悬浮轴承---转子系统的控制是基于模糊PID控制算法的交叉控制技术，当磁悬浮转子发生不平衡变化时，处于转子两端的磁轴承会独立检测到转子振动位移和速度的变化；根据转子的回转速度和系统模态特征数据模型在对转子状态进行实施调整。

本发明的工作过程为：在转子工作时受到一个外力时，位移传感器会获得转子的位移信号，把该位移信号传入磁轴承中央控制器，通过磁轴承中央控制器对其进行分析出来，输出一个控制信号，该控制信号分别控制八对电磁线圈电流，使其中四对电磁铁产生控制力，另外四对产生阻尼力，从而使得转子能够被快速平衡；

转子在控制磁极提供的静刚度支撑下处于悬浮的状态，当受到外力的作用时，转子会偏离轴心的位置，从而改变了气隙的长度；气隙发生变化会导致磁通发生变化，磁通发生变化后会导致电磁线圈中的电流发生微小变化，电流传感器通过检测电磁线圈中电流的变化，会获得一个与转子位移有关的电流信号，经过信号采集单元进行HHT变换，然后经过自传感估计器中的基于磁通变换的位移估计器，将振动位移估计值送入磁轴承中央控制器，并且通过磁轴承中央控制器中的非线性微分器得到转子的振动位移和振动速度，于此磁轴承中央控制器基于模糊控制算法会输出控制数据参数。

控制数据参数包括控制类型、控制评定等级和控制数据；控制类型包括刚度型和阻尼型两种，控制评定等级分为七级控制粒度(负大NB、负中NM、负小NS、零ZO、正小PS、正中PM、正大PB)。

控制信号发生器根据控制数据参数计算出转子偏离平衡状态的调整电流大小(或PWM信号的占空比)。磁悬浮转子在相应电磁线圈的电磁力(刚度力或阻尼力)的作用下，取得旋转运动的稳定特性。

由于当转子偏离轴心时，位移传感器与电流传感器同时工作，当自传感估计器估计出的振动位移和振动速度与位移传感器检测出来的值相同时，位移传感器便不需要工作，而电流传感器直接检测电磁线圈的电流，然后通过信号采集单元和自传感估计器估计出转子的振动位移和振动速度，磁轴承中央控制器通过控制信号发生器给功放电路一个电流信号，从而控制电磁线圈中的电流，进而控制转子的平衡。而在此之前磁轴承中央控制器中对自传感估计器测得的转子位移与位移传感器测得位移进行比较，此时自传感估计获得的位移信号，不参与控制，只是和位移传感器获得的位移信号进行比较。

Claims (4)

1.一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统，包括八极径向电磁悬浮轴承，所述八极径向电磁悬浮轴承包括定子和转子，所述转子位于定子的内孔，所述定子由八个相互独立的电磁铁组成，八个电磁铁相互隔磁并等圆弧间隔布置在同一安装平面上，其特征在于：所述控制系统还包括用于检测转子位移的位移传感器、用于检测电磁铁的电磁线圈内电流的电流传感器、磁轴承控制单元、光电耦合电路和功放电路，所述磁轴承控制单元包括磁轴承中央控制器、信号采集单元、自传感估计器和控制信号发生器，所述电流传感器与所述信号采集单元连接，所述信号采集单元与所述自传感估计器连接，所述自传感估计器与所述磁轴承中央控制器连接，所述磁轴承中央控制器与所述控制器信号发生器连接，所述控制信号发生器通过所述光电耦合电路与所述功放电路连接；

所述电流传感器、功放电路均与八个电磁铁的八对电磁线圈连接；所述转子与所述位移传感器信号连接，所述位移传感器与所述磁轴承中央控制器连接。

2.如权利要求1所述的一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统，其特征在于：所述八极径向电磁悬浮轴承为同极型八极径向电磁悬浮轴承，同极型八极径向电磁悬浮轴承的八个电磁铁的同极性磁极在同一横截面上径向布置；

所述同极型八极径向电磁悬浮轴承还包括轴承座，所述轴承座的内侧内孔上等圆弧设置有八个电磁铁安装槽，每个电磁铁与每个电磁铁安装槽一一对应，所述轴承座设置有两个，分别为第一轴承座和第二轴承座，所述第二轴承座的电磁铁安装槽与所述第一轴承座的电磁铁安装槽一一对应并形成电磁铁安装腔，所述电磁铁位于所述电磁铁安装腔内并与其过盈装配，所述第二轴承座与所述第一轴承座固定在一起；所述第一轴承座的外侧、第二轴承座的外侧分别固定安装有轴承端盖；

所述第一轴承座的内侧上设有绝磁阳槽，所述第二轴承座的内侧上设有与绝磁阳槽相配合的绝磁阴槽；所述绝磁阳槽包括用于隔离第一轴承座上的相邻两个电磁铁安装槽的隔断凸起和位于该第一轴承座的八个电磁铁安装槽外一周的环形凸起，所述隔断凸起与所述环形凸起的内侧连接；

所述绝磁阴槽包括用于隔离第二轴承座上的相邻两个电磁铁安装槽的隔断凹槽和位于该第二轴承座的八个电磁铁安装槽外一周的环形凹槽，所述隔断凹槽与所述环形凹槽的内侧连接；

所述隔断凸起卡接在所述隔断凹槽内，所述环形凸起卡接在所述环形凹槽内。

3.如权利要求1所述的一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统，其特征在于：所述八极径向电磁悬浮轴承为异极型八极径向电磁悬浮轴承，异极型八极径向电磁悬浮轴承的八个电磁铁的磁极均在同一横截面上径向布置；

所述异极型八极径向电磁悬浮轴承还包括轴承座和轴承端盖，所述轴承端盖设置有两个分别为第一轴承端盖和第二轴承端盖；

所述轴承座的内侧内孔上等圆弧设置有八个电磁铁安装槽，每个电磁铁与每个电磁铁安装槽一一对应，第一轴承端盖的内侧内孔上等圆弧设置有八个电磁铁安装槽，所述第一轴承端盖上的电磁铁安装槽与所述轴承座的电磁铁安装槽一一对应并形成电磁铁安装腔，所述电磁铁位于所述电磁铁安装腔内并与其过盈装配，所述第一轴承端盖与所轴承座固定在一起；所述轴承座的外侧固定安装有第二轴承端盖；

所述轴承座的内侧上设有绝磁阴槽，所述第一轴承端盖的内侧上设有与绝磁阴槽相配合的绝磁阳槽；所述绝磁阴槽包括用于隔离轴承座上的相邻两个电磁铁安装槽的隔断凹槽和位于该轴承座的八个电磁铁安装槽外一周的环形凹槽，所述隔断凹槽与所述环形凹槽的内侧连接；

所述绝磁阳槽包括用于隔离第一轴承端盖上的相邻两个电磁铁安装槽的隔断凸起和位于该第一轴承端盖的八个电磁铁安装槽外一周的环形凸起，所述隔断凸起与所述环形凸起的内侧连接；

所述隔断凸起卡接在所述隔断凹槽内，所述环形凸起卡接在所述环形凹槽内。

4.如权利要求1所述的一种八极径向电磁悬浮轴承的控制系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：

当转子工作时受到外力作用，使得转子偏离轴心的位置，位移传感器就会检测到转子的位移信号，并将该位移信号传输给磁轴承中央控制器，通过磁轴承中央控制器中的非线性微分器得到转子的振动位移和振动速度，然后磁轴承中央控制器基于模糊控制算法会输出控制数据参数，控制数据参数传输到控制信号发生器产生相应的电流控制信号；控制信号发生器将电流控制信号通过光电耦合电路、功放电路分别控制八对电磁线圈中的电流，使其中四对电磁铁产生控制力，另外四对电磁铁产生阻尼力，从而使得转子能够被快速平衡；

与此同时，电流传感器检测到电磁铁的电磁线圈内电流信号，并将该电流信号依次做低通滤波、抗混叠滤波，接着再经过信号采集单元进行HHT变换，然后经过自传感估计器中的基于磁通变换的位移估计器，将振动位移估计值送入磁轴承中央控制器，磁轴承中央控制器中对自传感估计器测得的转子位移与位移传感器测得位移进行比较，此时自传感估计器获得的位移信号，不参与控制，只是和位移传感器获得的位移信号进行比较；当两者相同时，说明自传感估计器可以很好的获得转子位移信号，此时位移传感器可以停止工作，只需要电流传感器直接检测电磁线圈内电流信号，然后通过信号采集单元和自传感估计器估计出转子的振动位移，并且通过磁轴承中央控制器中的非线性微分器得到转子的振动位移和振动速度，然后磁轴承中央控制器基于模糊控制算法会输出控制数据参数，控制数据参数传输到控制信号发生器产生相应的电流控制信号；

控制信号发生器将位移信号、电流控制信号通过光电耦合电路、功放电路分别控制八对电磁线圈中的电流，使其中四对电磁铁产生控制力，另外四对电磁铁产生阻尼力，从而使得转子能够被快速平衡。