CN114810825B - 磁轴承、控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种磁轴承、控制方法及装置，所述磁轴承包括转子、环绕所述转子设置的至少三个电磁铁、位置检测装置以及控制装置；所述电磁铁上绕设有线圈，所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力；所述位置检测装置用于检测所述转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；所述控制装置用于基于所述至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整所述控制电流，本发明可解决现有技术中磁轴承需要设置偏置电流对转子进行反馈控制的问题。

Description

磁轴承、控制方法及装置
技术领域
本发明涉及磁轴承技术领域，尤其涉及一种磁轴承、控制方法及装置。
背景技术
磁轴承主要由电磁铁、位移传感器、控制器和功率放大器等部件组成。磁轴承使用安装在定子部件上的电磁铁对转子产生电磁力，使转子在与轴承无接触的情况下进行稳定悬浮和旋转。进一步的，可通过反馈控制回路控制输入电磁铁的控制电流大小，以控制支承磁悬浮轴承中转子的电磁力。因此，转子的动力学特性可以通过反馈控制回路进行实时调整，从而使得磁轴承具有更好的动态特性。现有技术中，磁轴承的控制普遍使用带有偏置电流的差动控制。这种控制方法以同一直线上的两个电磁铁为一组作为最小控制单元，即必须在磁轴承的至少两条不同方向的直线上分别设置两个电磁铁才能实现对磁轴承转子任意方向基于磁场力的位置调整。从而，这种控制方法需要设置至少四个电磁铁，限制了磁轴承的结构设计，并且偏置电流的设置也增加了磁悬浮轴承的能量损耗。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种磁轴承，以解决现有技术中磁轴承需要设置偏置电流对转子进行反馈控制的问题。本发明的另一个目的在于提供一种磁轴承控制方法。本发明的再一个目的在于提供一种磁轴承控制装置。本发明的还一个目的在于提供一种计算机设备。本发明的还一个目的在于提供一路可读介质。
为了达到以上目的，本发明一方面公开了一种磁轴承，包括转子、环绕所述转子设置的至少三个电磁铁、位置检测装置以及控制装置；
所述电磁铁上绕设有线圈，所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力；
所述位置检测装置用于检测所述转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；
所述控制装置用于基于所述至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整所述控制电流。
优选的，环绕所述转子的区域包括以轴承中央为顶点每120°划分为一个区域的三个区域，每个区域中设置有至少一个所述电磁铁。
优选的，所述磁轴承包括相互间隔120°设置的三个电磁铁。
优选的，所述电磁铁的形状为马蹄形、山字形或单极形。
优选的，所述控制装置进一步用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号，根据所述控制信号形成每个电磁铁对应的控制电流以使所述至少三个电磁铁分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力。
优选的，所述控制装置包括控制器和功率放大器；
所述控制器用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号；
所述功率放大器用于根据所述控制信号形成每个电磁铁对应的控制电流并将所述控制电流输入对应的电磁铁上的线圈中以使所述至少三个电磁铁分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力。
优选的，所述控制器用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，根据所述预期轴承力确定用于提供轴承力的两个目标电磁铁，基于所述预期轴承力和所述目标电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号。
本发明还公开了一种磁轴承控制方法，包括：
确定所述磁轴承的转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；
基于所述磁轴承的至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整输入所述电磁铁上绕设的线圈的控制电流，以使所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，其中，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力。
优选的，所述基于所述磁轴承的至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整输入所述电磁铁上绕设的线圈的控制电流具体包括：
基于所述位置偏移量确定预期轴承力；
基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号，以根据所述控制信号形成每个电磁铁对应的控制电流以使所述至少三个电磁铁分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力。
优选的，所述基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号具体包括：
根据所述预期轴承力确定用于提供轴承力的两个目标电磁铁；
基于所述预期轴承力和所述目标电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号。
本发明还公开了一种磁轴承控制装置，包括：
信息接收模块，用于检测所述磁轴承的转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；
位置调整模块，用于基于所述磁轴承的至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整输入所述电磁铁上绕设的线圈的控制电流，以使所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，其中，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力。
本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，
所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法。
本发明还公开了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，
该程序被处理器执行时实现如上所述方法。
本发明的磁轴承包括转子、环绕所述转子设置的至少三个电磁铁、位置检测装置以及控制装置。其中，所述电磁铁上绕设有线圈，所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力；所述位置检测装置用于检测所述转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；所述控制装置用于基于所述至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整所述控制电流。从而，由于本发明的至少三个电磁铁对转子分别的磁场力可以合成任意方向的轴承力，本发明的转子反馈控制以单个电磁铁为最小控制单元，根据检测的转子位置偏移量确定每个电磁铁的控制电流，通过调控每个电磁铁的控制电流实现对应电磁铁对转子的磁场力大小的调整，以使转子在三个电磁铁对转子的磁场力合成的轴承力的作用下进行位置调整，使转子稳定在轴承中央。由此，本发明采用至少三个电磁铁即可实现，有效降低了磁轴承的结构设计限制，并且有效降低了磁轴承的损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出现有技术中磁轴承具体实施例的结构图；
图2示出现有技术中磁轴承具体实施例差动控制的示意图；
图3示出本发明磁轴承具体实施例单个电磁铁控制的示意图；
图4和图5示出本发明磁轴承具体实施例的示意图；
图6和图7示出现有技术中磁轴承具体实施例的示意图；
图8～图10示出现有技术中电磁铁具体实施例的示意图；
图11示出图8～图10中电磁铁具体实施例的简化示意图；
图12示出本发明磁轴承具体实施例包括三个电磁铁的示意图；
图13示出本发明磁轴承具体实施例包括多个电磁铁的示意图；
图14示出图13中电磁铁故障的示意图；
图15示出本发明磁轴承具体实施例包括两个电磁铁组的示意图；
图16示出图15中一个电磁铁组故障的示意图；
图17示出适于用来实现本发明实施例的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有技术中，如图1所示，磁轴承主要包括电磁铁、位移传感器、控制器和功率放大器等部件。如图2所示，磁轴承的反馈控制普遍使用带有偏置电流的差动控制。在带有偏置电流的差动磁悬浮轴承中，最小控制单元为由同一直线上的两个电磁铁构成的差动组。在进行控制时，来自位移传感器的与转子偏离磁轴承中央的位置偏移量对应的控制信号输入控制器，由控制器计算出每个差动组的控制电流，然后通过与定常偏置电流做和/差得到实际每个电磁铁线圈的控制电流，然后将之输入功率放大器，从而在线圈中产生相应大小的电流，以形成轴承力调整转子的位置，使转子保持在磁轴承中央。这种控制方法以同一直线上的两个电磁铁为一组作为最小控制单元。这种磁轴承结构具有三个明显的不足：①以差动组为最小控制单元限制了磁悬浮轴承的结构设计②以差动组为最小控制单元降低了磁悬浮轴承的容错能力。当一个磁极损坏时，整个磁极对都会失去工作能力，从而导致系统故障。③为了保证差动组的正常工作，偏置电流通常设定为最大电流的一半，这极大地增加了磁悬浮轴承的能量损耗。针对以上提到的问题，本发明中提出了一种非差动式的磁悬浮轴承，包括至少三个电磁铁，该磁轴承以单一电磁铁为最小控制单元，如图3所示，功率放大器输出的电流只用于输入一个电磁铁，能够降低磁轴承的结构设计、显著地降低磁轴承损耗和提高磁轴承的容错能力。
根据本发明的一个方面，本实施例公开了一种磁轴承。其中，如图4和图5所示，磁轴承包括转子2、环绕所述转子2设置的至少三个电磁铁1、位置检测装置以及控制装置。
其中，所述电磁铁1上绕设有线圈3，所述电磁铁1基于输入所述线圈3的控制电流对所述转子2形成磁场力，所述至少三个电磁铁1对所述转子2的磁场力能够合成任意方向的轴承力。
所述位置检测装置用于检测所述转子2偏离所述磁轴承中央的位置偏移量。
所述控制装置用于基于所述至少三个电磁铁1的属性信息及所述位置偏移量调整所述控制电流。
本发明的至少三个电磁铁1对转子2分别的磁场力可以合成任意方向的轴承力，从而本发明的转子2反馈控制以单个电磁铁1为最小控制单元，根据检测的转子2位置偏移量确定每个电磁铁1的控制电流，通过调控每个电磁铁1的控制电流实现对应电磁铁1对转子2的磁场力大小的调整，以使转子2在三个电磁铁1对转子2的磁场力合成的轴承力的作用下进行位置调整，使转子2稳定在轴承中央。由此，本发明采用至少三个电磁铁1即可实现，相较于图6和图7示出的现有技术的磁轴承，本发明有效降低了磁轴承的结构设计限制，并且有效降低了磁轴承的损耗。
需要说明的是，磁轴承中采用的电磁铁1包括但不限于马蹄形磁铁、山字形磁铁和单极形磁铁等结构的电磁铁1。其中，图8-图10分别示出了马蹄形磁铁、山字形磁铁和单极形磁铁的示意图，而不同结构的电磁铁1的示意图可以统一以图11表示。其中，i表示电磁铁1的控制电流，s表示电磁铁1与转子2之间的距离，fmag表示转子2所受到的轴承力。
在优选的实施方式中，环绕所述转子2的区域包括以轴承中央为顶点每120°划分为一个区域的三个区域，每个区域中设置有至少一个所述电磁铁1。
具体的，可以理解的是，本发明以单个电磁铁1为单位，通过转子2的位置偏移量确定每个电磁铁1中的控制电流的大小。从而，本发明至少设置三个电磁铁1即可合成对于转子2的任意方向的轴承力。
为了设置至少三个电磁铁1的位置，以使三个电磁铁1的磁场力合成的轴承力可以是任意方向的，可将环绕转子2的周向360°的区域划分三个区域，其中每个区域的边界为以轴承中央为顶点的120°的夹角，在每个区域中至少设置一个电磁铁1，即可通过控制向全部或者选中的电磁铁1输入的控制电流的大小，调整对转子2的轴承力的方向和大小，减少了电磁铁1的使用数量，极大地降低了磁轴承的结构设计限制。此外，本申请无需设置偏置电流，能够有效降低磁轴承的损耗。
在一个可选的实施方式中，如图12所示，所述磁轴承包括相互间隔120°设置的三个电磁铁1。
具体的，相比于现有技术中磁轴承需要四个以上的电磁铁1，在该可选的实施方式中，通过三个相互间隔120°设置的电磁铁1即可合成任意方向的轴承力，从而减少了电磁铁1的使用数量，降低了成本。当然，在其他实施方式中，三个电磁铁1分别设置在间隔120°划分的三个区域中，每个电磁铁1的位置以及每个区域中设置的电磁铁1的数量也可以采用其他设计方式，本领域技术人员根据实际需求进行设置，本发明对此并不作限定。
在另一个可选的实施方式中，如图13所示，可沿转子2的周向设置多个电磁铁1，i2～i9分别为各个电磁铁的控制电流，Ob为磁轴承中心，即坐标原点，x和y分别为坐标轴。其中，多个电磁铁1的设置无需遵循对称的原则，相比于传统的差动结构，这种电磁铁1设置方式不受限于对称布置，可以采用灵活多变的设置，极大地提高了磁轴承结构设置的灵活性。
并且，现有技术中的磁轴承，当磁轴承两个差动组中的任意一个电磁铁1发生故障就会导致整个磁轴承的运行出现异常，如图14所示。本发明中，每个电磁铁1单独控制，当磁轴承采用三个以上电磁铁1时，其中的一个或多个电磁铁1发生故障，其他电磁铁1可能仍能够保持磁轴承的正常运转，提高了磁轴承的容错能力。
在再一个可选的实施方式中，为了提高磁轴承的容错能力，可以将电磁铁1划分为多个组，多个组轮流工作，则当其中一个组的电磁铁1发生故障时，其他组的电磁铁1仍然能够正常工作，调整转子2的位置，保证磁轴承的正常工作。
在该可选的实施方式中，如图15所示，可沿转子2的周向均匀设置6个电磁铁1，其中，相互间隔120°的电磁铁1为一组，则6个电磁铁1可分为两组。两组电磁铁1可轮流工作，向转子2提供轴承力。从而，当其中一组电磁铁1失效故障时，另一组电磁铁1还可以正常工作，以保证磁轴承的正常工作，如图16所示。当然，在其他实施方式中，基于类似原理，本领域技术人员可根据实际情况设置多组电磁铁1轮流工作，以提高磁轴承的容错能力。
在优选的实施方式中，所述控制装置进一步用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁1的属性信息确定每个电磁铁1对应的控制信号，根据所述控制信号形成每个电磁铁1对应的控制电流以使所述至少三个电磁铁1分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力。
具体的，可以理解的是，磁轴承上可设置位置检测装置，以检测转子2偏离轴承中央的位置偏移量。为了使转子2保持在轴承中央的位置，需要电磁铁1对转子2施加磁场力，以降低转子2的位置偏移量，使转子2回复至轴承中央。
在具体例子中，磁轴承进一步可包括环绕在电磁铁1外侧的定子4，电磁铁1可设置在定子4朝向转子2的一侧表面上。该位置检测装置可固定设置在磁轴承的定子4上，对转子2偏离轴承中央的位置偏移量进行检测。
进一步的，控制装置可接收位置检测装置传输的转子2的位置偏移量，通过位置偏移量确定使转子2回复至磁轴承中央所需的预期轴承力，基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁1的属性信息确定每个电磁铁1对应的控制信号，根据该控制信号可形成输入各电磁铁1线圈3中的控制电流，以在转子2上形成多个磁场力，并使多个磁场力合成为预期的轴承力。其中，优选的，位置检测装置可以选用距离传感器，当然，位置检测装置也可采用其他方式实现，可检测转子2的位置偏移量即可，本发明对此并不作限定。
在优选的实施方式中，所述控制装置包括控制器和功率放大器。
所述控制器用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁1的属性信息确定每个电磁铁1对应的控制信号。
所述功率放大器用于根据所述控制信号形成每个电磁铁1对应的控制电流并将所述控制电流输入对应的电磁铁1上的线圈3中以使所述至少三个电磁铁1分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力。
具体的，控制器可通过预先设置的程序根据位置偏移量和电磁铁1的属性信息确定每个电磁铁1的控制信号，该控制信号的能量较低，需要进行信号处理才能得到控制电流。在该优选的实施方式中，控制装置包括功率放大器，通过功率放大器对控制装置输出的控制信号进行功率放大，可得到输入电磁铁1线圈3的控制电流，以产生预期大小的磁场力。优选的，控制器可通过控制芯片实现。
其中，磁轴承中电磁铁1的属性信息可包括电磁铁1的设置位置、数量、状态是否正常以及结构参数等信息中的至少之一，通过电磁铁1的属性信息和预期的轴承力可确定提供磁场力的电磁铁1以及每个电磁铁1中的控制电流以进一步得到控制信号，该计算过程为本领域的常规技术手段，本领域技术人员可根据实际需求预设程序，用于计算得到控制信号，在此不再赘述。
在优选的实施方式中，所述控制器用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，根据所述预期轴承力确定用于提供轴承力的两个目标电磁铁1，基于所述预期轴承力和所述目标电磁铁1的属性信息确定每个电磁铁1对应的控制信号。
具体的，对于已知方向的轴承力，可从多个电磁铁1中确定可形成已知方向的轴承力的电磁铁1作为目标电磁铁1。从而，根据预期轴承力和目标电磁铁1基于平面力的合成定理确定每个电磁铁1需要提供的磁场力，进而可确定对应的控制信号，以实现对转子2的反馈控制。在反馈控制过程中，对于其他非目标电磁铁1的电磁铁1，可以设置控制电流为0。其中，对于两个目标电磁铁1的选择，可以选择与预期轴承力方向最近的两个电磁铁1为目标电磁铁1，也可以按照其他规则选择目标电磁铁1，本领域技术人员可根据实际情况确定选择目标电磁铁1的规则，本发明对此并不作限定。
基于相同原理，本实施例还公开了一种磁轴承控制方法。所述方法包括：
确定所述磁轴承的转子2偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；
基于所述磁轴承的至少三个电磁铁1的属性信息及所述位置偏移量调整输入所述电磁铁1上绕设的线圈3的控制电流，以使所述电磁铁1基于输入所述线圈3的控制电流对所述转子2形成磁场力，其中，所述至少三个电磁铁1对所述转子2的磁场力能够合成任意方向的轴承力。
在优选的实施方式中，所述基于所述磁轴承的至少三个电磁铁1的属性信息及所述位置偏移量调整输入所述电磁铁1上绕设的线圈3的控制电流具体包括：
基于所述位置偏移量确定预期轴承力；
基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁1的属性信息确定每个电磁铁1对应的控制信号，以根据所述控制信号形成每个电磁铁1对应的控制电流以使所述至少三个电磁铁1分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力。
在优选的实施方式中，所述基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁1的属性信息确定每个电磁铁1对应的控制信号具体包括：
根据所述预期轴承力确定用于提供轴承力的两个目标电磁铁1；
基于所述预期轴承力和所述目标电磁铁1的属性信息确定每个电磁铁1对应的控制信号。
由于该方法解决问题的原理与以上方法类似，因此本方法的实施可以参见方法的实施，在此不再赘述。
本发明还公开了一种磁轴承控制装置。所述装置包括信息接收模块和位置调整模块。
其中，信息接收模块用于检测所述磁轴承的转子2偏离所述磁轴承中央的位置偏移量。
位置调整模块用于基于所述磁轴承的至少三个电磁铁1的属性信息及所述位置偏移量调整输入所述电磁铁1上绕设的线圈3的控制电流，以使所述电磁铁1基于输入所述线圈3的控制电流对所述转子2形成磁场力，其中，所述至少三个电磁铁1对所述转子2的磁场力能够合成任意方向的轴承力。
由于该装置解决问题的原理与以上方法类似，因此本装置的实施可以参见方法的实施，在此不再赘述。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机设备，具体的，计算机设备例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
在一个典型的实例中计算机设备具体包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的由客户端执行的方法，或者，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的由服务器执行的方法。
下面参考图17，其示出了适于用来实现本申请实施例的计算机设备600的结构示意图。
如图17所示，计算机设备600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM))603中的程序而执行各种适当的工作和处理。在RAM603中，还存储有系统600操作所需的各种程序和数据。CPU601、ROM602、以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶反馈器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如LAN卡，调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装如存储部分608。
特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包括用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种磁轴承，其特征在于，包括转子、环绕所述转子设置的至少三个电磁铁、位置检测装置以及控制装置；
所述电磁铁上绕设有线圈，所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力；
所述位置检测装置用于检测所述转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；
所述控制装置用于基于所述至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整所述控制电流；
所述控制装置包括控制器和功率放大器；
所述控制器用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号；所述控制器用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，根据所述预期轴承力确定用于提供轴承力的两个目标电磁铁，基于所述预期轴承力和所述目标电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号；
所述功率放大器用于根据所述控制信号形成每个电磁铁对应的控制电流并将所述控制电流输入对应的电磁铁上的线圈中以使所述至少三个电磁铁分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力。
2.根据权利要求1所述的磁轴承，其特征在于，环绕所述转子的区域包括以轴承中央为顶点每120°划分为一个区域的三个区域，每个区域中设置有至少一个所述电磁铁。
3.根据权利要求1所述的磁轴承，其特征在于，所述磁轴承包括相互间隔120°设置的三个电磁铁。
4.根据权利要求1所述的磁轴承，其特征在于，所述电磁铁的形状为马蹄形、山字形或单极形。
5.根据权利要求1所述的磁轴承，其特征在于，所述控制装置用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号，根据所述控制信号形成每个电磁铁对应的控制电流以使所述至少三个电磁铁分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力。
6.一种磁轴承控制方法，其特征在于，包括：
确定所述磁轴承的转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；
基于所述磁轴承的至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整输入所述电磁铁上绕设的线圈的控制电流，以使所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，其中，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力；
所述基于所述磁轴承的至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整输入所述电磁铁上绕设的线圈的控制电流具体包括：
基于所述位置偏移量确定预期轴承力；
基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号，以根据所述控制信号形成每个电磁铁对应的控制电流以使所述至少三个电磁铁分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力；
所述基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号具体包括：
根据所述预期轴承力确定用于提供轴承力的两个目标电磁铁；
基于所述预期轴承力和所述目标电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号。
7.一种磁轴承控制装置，其特征在于，包括：
信息接收模块，用于检测所述磁轴承的转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；
位置调整模块，用于基于所述磁轴承的至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整输入所述电磁铁上绕设的线圈的控制电流，以使所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，其中，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力；
所述基于所述磁轴承的至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整输入所述电磁铁上绕设的线圈的控制电流具体包括：
基于所述位置偏移量确定预期轴承力；
基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号，以根据所述控制信号形成每个电磁铁对应的控制电流以使所述至少三个电磁铁分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力；
所述基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号具体包括：
根据所述预期轴承力确定用于提供轴承力的两个目标电磁铁；
基于所述预期轴承力和所述目标电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，
所述处理器执行所述程序时实现如权利要求6所述方法。
9.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，
该程序被处理器执行时实现如权利要求6所述方法。
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