CN115514281B - 磁悬浮转子电流抑制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开关于一种磁悬浮转子电流抑制方法、装置、电子设备及存储介质,涉及磁悬浮转子系统主动振动控制技术领域。其中,磁悬浮转子电流抑制方法包括:建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;确定平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对平动子系统进行电流抑制处理;确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对转动子系统进行电流抑制处理;根据第一多谐波电流抑制控制器和第二多谐波电流抑制控制器,对平动子系统和转动子系统进行电流抑制处理,从而实现对磁悬浮转子电流进行有效抑制。
Description
技术领域
本公开涉及磁悬浮转子系统主动振动控制领域,尤其涉及一种磁悬浮转子电流抑制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
目前,磁悬浮转子系统具有无摩擦、无须润滑、长寿命和高精度等优点,被广泛应用于磁悬浮飞轮、磁悬浮分子泵、磁悬浮电机等航天、工业诸多领域。最重要的是磁悬浮转子系统可以调节自身刚度系数和阻尼系数,实现主动振动控制,不仅可以提高磁轴承系统性能,而且对提高系统可靠性、降低磁轴承承载要求等方法都有着重大意义。
相关技术中,磁悬浮转子系统电流抑制主要集中于平动子系统,转动子系统的陀螺效应是磁悬浮转子系统固有特性,高速下的强陀螺效应进一步加剧了转动子系统谐波电流抑制难度。
发明内容
本公开提供一种磁悬浮转子电流抑制方法、装置、电子设备及存储介质,以至少解决相关技术中磁悬浮转子电流抑制效率低、磁悬浮转子系统的可靠性差和磁轴承承载要求高的问题。
本公开的第一个方面提供一种磁悬浮转子电流抑制方法,包括:建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,所述磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;对所述磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;确定所述平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对所述平动子系统进行电流抑制处理;确定所述转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对所述转动子系统进行电流抑制处理;根据所述第一多谐波电流抑制控制器和所述第二多谐波电流抑制控制器,对所述平动子系统和所述转动子系统进行电流抑制处理。
作为本公开实施例的第一种可能的情况,所述确定所述平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,包括:将功率放大器作为所述第一多谐波电流抑制控制器的被控对象,将所述平动子系统的电流作为所述第一多谐波电流抑制控制器的输入变量;将所述第一多谐波电流抑制控制器和所述平动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到所述平动子系统的输出结果;根据所述输出结果对所述第一多谐波电流抑制控制器的参数进行调整。
作为本公开实施例的第二种可能的情况,所述确定所述转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,包括:将功率放大器作为所述第二多谐波电流抑制控制器的被控对象,将所述转动子系统的电流作为所述第二多谐波电流抑制控制器的输入变量;将所述第二多谐波电流抑制控制器和所述转动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到所述转动子系统的输出结果;根据所述输出结果对所述第二多谐波电流抑制控制器的参数进行调整。
作为本公开实施例的第三种可能的情况,在确定所述转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器之前,所述方法还包括:针对所述转动子系统,根据所述转动子系统中的两个实系数变量,确定复系数变量;根据所述复系数变量对所述转动子系统进行转换处理,得到复系数单变量的转动子系统。
作为本公开实施例的第四种可能的情况,所述根据所述第一多谐波电流抑制控制器和所述第二多谐波电流抑制控制器,对所述平动子系统和所述转动子系统进行电流抑制处理,包括:将所述磁悬浮转子动力学模型的电流分别输入所述第一多谐波电流抑制控制器、所述第二多谐波电流抑制控制器和所述磁悬浮转子动力学模型的原控制器,得到多个输出结果;对所述多个输出结果进行叠加处理,得到叠加后结果;根据所述叠加后结果,对所述磁悬浮转子动力学模型的电流进行调整,实现抑制处理。
作为本公开实施例的第五种可能的情况,所述根据所述叠加后结果,对所述磁悬浮转子动力学模型的电流进行调整,实现抑制处理,包括:根据所述叠加后结果中各个通道上的数值,确定所述平动子系统的第一目标电流以及所述转动子系统的第二目标电流;根据所述第一目标电流,对所述平动子系统进行驱动处理;根据所述第二目标电流,对所述转动子系统进行驱动处理。
根据本公开实施例的第二方面,提供一种磁悬浮转子电流抑制装置,包括:建立模块,用于建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,所述磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;第一处理模块,用于对所述磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;第一确定模块,用于确定所述平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对所述平动子系统进行电流抑制处理;第二确定模块,用于确定所述转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对所述转动子系统进行电流抑制处理;第二处理模块,用于根据所述第一多谐波电流抑制控制器和所述第二多谐波电流抑制控制器,对所述平动子系统和所述转动子系统进行电流抑制处理。
作为本公开实施例的第一种可能的情况,所述第一确定模块,具体用于,将功率放大器作为所述第一多谐波电流抑制控制器的被控对象,将所述平动子系统的电流作为所述第一多谐波电流抑制控制器的输入变量;将所述第一多谐波电流抑制控制器和所述平动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到所述平动子系统的输出结果;根据所述输出结果对所述第一多谐波电流抑制控制器的参数进行调整。
作为本公开实施例的第二种可能的情况,所述第二确定模块,具体用于,将功率放大器作为所述第二多谐波电流抑制控制器的被控对象,将所述转动子系统的电流作为所述第二多谐波电流抑制控制器的输入变量;将所述第二多谐波电流抑制控制器和所述转动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到所述转动子系统的输出结果;根据所述输出结果对所述第二多谐波电流抑制控制器的参数进行调整。
作为本公开实施例的第三种可能的情况,所述装置还包括:第三确定模块,用于针对所述转动子系统,根据所述转动子系统中的两个实系数变量,确定复系数变量;转换模块,用于根据所述复系数变量对所述转动子系统进行转换处理,得到复系数单变量的转动子系统。
作为本公开实施例的第四种可能的情况,所述第二处理模块,具体用于,将所述磁悬浮转子动力学模型的电流分别输入所述第一多谐波电流抑制控制器、所述第二多谐波电流抑制控制器和所述磁悬浮转子动力学模型的原控制器,得到多个输出结果;对所述多个输出结果进行叠加处理,得到叠加后结果;根据所述叠加后结果,对所述磁悬浮转子动力学模型的电流进行调整,实现抑制处理。
作为本公开实施例的第五种可能的情况,所述第二处理模块,具体用于,根据所述叠加后结果中各个通道上的数值,确定所述平动子系统的第一目标电流以及所述转动子系统的第二目标电流;根据所述第一目标电流,对所述平动子系统进行驱动处理;根据所述第二目标电流,对所述转动子系统进行驱动处理。
根据本公开实施例的第三方面,提供一种电子设备,包括:处理器;用于存储所述处理器可执行指令的存储器;其中,所述处理器被配置为执行所述指令,以实现本公开第一方面实施例提出的磁悬浮转子电流抑制方法。
根据本公开实施例的第四方面,提供一种计算机可读存储介质,当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时,使得电子设备能够执行本公开第一方面实施例提出的磁悬浮转子电流抑制方法。
根据本公开实施例的第五方面,提供一种计算机程序产品,该计算机程序由电子设备的处理器执行时,使得电子设备能够执行本公开第一方面实施例提出的磁悬浮转子电流抑制方法。
本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果:
通过建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;确定平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对平动子系统进行电流抑制处理;确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对转动子系统进行电流抑制处理;根据第一多谐波电流抑制控制器和第二多谐波电流抑制控制器,对平动子系统和转动子系统进行电流抑制处理,从而实现对磁悬浮转子电流进行有效抑制,提高抑制效率,提高磁悬浮转子系统的可靠性,降低磁轴承承载要求。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理,并不构成对本公开的不当限定。
图1是根据一示例性实施例所示出的磁悬浮转子电流抑制方法的流程图;
图2是磁悬浮转子电流抑制总原理图;
图3是根据一示例性实施例示出的另一种磁悬浮转子电流抑制方法的流程图;
图4是X轴平动子系统多谐波电流抑制原理图;
图5是X轴平动子系统多谐波电流抑制等效原理图;
图6是根据一示例性实施例示出的另一种磁悬浮转子电流抑制方法的流程图;
图7是转动子系统的多谐波电流抑制原理图;
图8是转动子系统的多谐波电流抑制等效原理图;
图9是根据一示例性实施例示出的另一种磁悬浮转子电流抑制方法的流程图;
图10是根据一示例性实施例所示出的磁悬浮转子电流抑制装置的框图;
图11是根据一示例性实施例示出的一种用于磁悬浮转子电流抑制的电子设备的框图。
具体实施方式
为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案,下面将结合附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是,本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
目前,磁悬浮转子系统具有无摩擦、无须润滑、长寿命和高精度等优点,被广泛应用于磁悬浮飞轮、磁悬浮分子泵、磁悬浮电机等航天、工业诸多领域。最重要的是磁悬浮转子系统可以调节自身刚度系数和阻尼系数,实现主动振动控制,不仅可以提高磁轴承系统性能,而且对提高系统可靠性、降低磁轴承承载要求等方法都有着重大意义。相关技术中,磁悬浮转子系统电流抑制主要集中于平动子系统,转动子系统的陀螺效应是磁悬浮转子系统固有特性,高速下的强陀螺效应进一步加剧了转动子系统谐波电流抑制难度。
本公开主要针对相关技术中磁悬浮转子电流抑制效率低、磁悬浮转子系统的可靠性差和磁轴承承载要求高的问题,提出一种磁悬浮转子电流抑制方法、装置、电子设备及存储介质。该磁悬浮转子电流抑制方法包括:建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;确定平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对平动子系统进行电流抑制处理;确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对转动子系统进行电流抑制处理;根据第一多谐波电流抑制控制器和第二多谐波电流抑制控制器,对平动子系统和转动子系统进行电流抑制处理,从而实现对磁悬浮转子电流进行有效抑制,提高抑制效率,提高磁悬浮转子系统的可靠性,降低磁轴承承载要求。
下面结合附图,对本公开实施例提供的磁悬浮转子电流抑制方法、装置、电子设备及存储介质进行详细说明。
图1是根据一示例性实施例所示出的磁悬浮转子电流抑制方法的流程图。
需要说明的是,本公开实施例的磁悬浮转子电流抑制方法的执行主体可以为磁悬浮转子电流抑制装置,该磁悬浮转子电流抑制装置,可以为磁悬浮转子系统,或者磁悬浮转子系统中的控制器。以下实施例中,以磁悬浮转子电流抑制装置为磁悬浮转子系统中的控制器为例进行说明。
如图1所示,磁悬浮转子电流抑制方法可以包括以下步骤101-105。
在步骤101中,建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声。
在本公开实施例中,磁悬浮转子电流抑制装置执行步骤101的过程例如可以为,确定转子不平衡在广义坐标系下的坐标;确定位移传感器谐波噪声在传感器坐标系下的坐标;根据陀螺技术方程和牛顿第二定律,确定磁悬浮转子系统动力学模型。
在本公开实施例中,磁悬浮转子系统包括:控制器、D/A转换模块、功率放大器、转子、定子、位移传感器和A/D转换模块。工作原理为:转子受到扰动后偏离参考位置,由位移传感器检测转子偏离参考位置的位移,控制器将检测的偏离位移变换成控制信号,功率放大器将控制信号转换成控制电流,控制电流在执行磁铁中产生磁力,从而驱动转子返回到原来平衡位置。D/A转换模块和A/D转换模块用于数-模信号和模-数信号转换。
磁悬浮转子系统因为材质不均匀、位移传感器检测面圆度误差、传感器检测电路元器件非线性、剩磁不均匀等机械和电气非理想特性的影响,存在转子不平衡和位移传感器谐波噪声,使得磁悬浮转子几何轴、惯性轴、位移传感器检测面电性能中心线三线不共线。所以在建立磁悬浮转子系统动力学模型时要包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声。
在本公开实施例中,转子不平衡δI在广义坐标系下表示为
上式中,和/>分别为X轴和Y轴的静不平衡分量;/>和/>分别为X轴和Y轴的动不平衡分量;λ和θ分别为磁悬浮转子静不平衡和动不平衡的幅值;/>和ψ分别为磁悬浮转子静不平衡和动不平衡的初始相位;Ω为磁悬浮转子转频。
位移传感器谐波噪声hsr在传感器坐标系下表示为:
上式中,hsrax、hsrbx、hsray和hsrby分别为ax、bx、ay和by四个通道的位移传感器谐波噪声分量;i为正整数,N表示谐波次数;Sai和Sbi分别为位移传感器谐波噪声的第i次谐波分量的幅值;ξasi和ξbsi分别为第i次谐波分量的初始相位。
根据陀螺技术方程和牛顿第二定律,包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声的磁悬浮转子系统动力学模型为:
上式中,M和ξ分别为磁悬浮转子广义质量矩阵和陀螺矩阵;kh和ki分别为磁悬浮转子系统位移刚度系数和电流刚度系数;Gc(s)为磁轴承控制器传递函数矩阵;Gw(s)为功率放大器传递函数;kad和ks分别为AD采样放大倍数和位移传感器放大倍数;为磁轴承坐标系到广义坐标系的转换矩阵;/>为广义坐标系和磁轴承坐标系下磁悬浮转子几何轴位移的转换矩阵;/>为广义坐标系到传感器坐标系的转换矩阵;hI为广义坐标系下的磁悬浮转子惯性轴位移,且表示为:hI=[xI ηI yI -γI]T,其中,xI和yI分别为磁悬浮转子X轴和Y轴方向上的平动,γI和ηI分别为磁悬浮转子X轴和Y轴方向上的转动。
在步骤102中,对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统。
在本公开实施例中,对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到平动子系统和转动子系统,其中,平动子系统和转动子系统是相互解耦的,平动子系统的两个通道X轴和Y轴是相互解耦的,转动子系统的两个通道是相互耦合的。
在本公开实施例中,将磁悬浮转子动力学模型分解为平动子系统和转动子系统:
上述两组公式中,Gdis(s)为含抗积分饱和与不完全微分的PID控制算法;Gcr(s)为交叉反馈传递函数;Jrr和JP分别为磁悬浮转子的赤道转动惯量和极转动惯量;ls和lm分别表示位移传感器检测面中心和径向磁轴承中心到广义坐标系原点的距离;hsrI为广义坐标系下的位移传感器谐波噪声,表示为:
在步骤103中,确定平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对平动子系统进行电流抑制处理。
在本公开实施例中,确定平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器的过程为:确定第一多谐波电流抑制控制器的参数,将平动子系统的线圈电流作为第一多谐波电流抑制控制器的输入变量,根据第一多谐波电流抑制控制器的参数和输入值确定第一多谐波电流抑制控制器。
在步骤104中,确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对转动子系统进行电流抑制处理。
在本公开实施例中,确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器的过程为:确定第二多谐波电流抑制控制器的参数,将转动子系统的线圈电流作为第二多谐波电流抑制控制器的输入变量,根据第二多谐波电流抑制控制器的参数和输入值确定第二多谐波电流抑制控制器。
在确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器之前,方法还包括:针对转动子系统,根据转动子系统中的两个实系数变量,确定复系数变量;根据复系数变量对转动子系统进行转换处理,得到复系数单变量的转动子系统。
其中,令cI=γI+jηI、hsrc=hsrγ+jhsrη、ic=iγ+jiη,则转动子系统转换为复系数单变量的形式为:
其中,cI、hsrc和ic分别为转动子系统复系数惯性轴位移、复系数动不平衡、复系数位移传感器谐波噪声分量和复系数线圈电流;iγ和iη分别为广义坐标系下X轴和Y轴转动子系统电流。
在本公开实施例中,将相互耦合的双变量转动子系统转化为复系数单变量的转动子系统,根据复变量系统函数进行控制器参数设计,降低了强陀螺效应下转动子系统多谐波电流抑制参数设计难的问题。
在步骤105中,根据第一多谐波电流抑制控制器和第二多谐波电流抑制控制器,对平动子系统和转动子系统进行电流抑制处理。
在本公开实施例中,根据第一多谐波电流抑制控制器的输出结果,将第一多谐波电流抑制控制器与平动子系统原控制器的输出结果进行叠加,实现平动子系统多谐波电流抑制;根据第二多谐波电流抑制控制器的输出结果,将第二多谐波电流抑制控制器与转动子系统原控制器的输出结果进行叠加,实现转动子系统多谐波电流抑制。
本公开实施例的磁悬浮转子电流抑制方法,通过建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;确定平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对平动子系统进行电流抑制处理;确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对转动子系统进行电流抑制处理;根据第一多谐波电流抑制控制器和第二多谐波电流抑制控制器,对平动子系统和转动子系统进行电流抑制处理,从而实现对磁悬浮转子电流进行有效抑制,提高抑制效率,提高磁悬浮转子系统的可靠性,降低磁轴承承载要求。
如图2所示,图2是磁悬浮转子电流抑制总原理图。
本公开实施例中,将FDRC(Finite-dimensional repetitive control、有限维重复控制)与原控制器并联形成复合多谐波电流抑制控制器,将广义坐标系下磁轴承线圈电流作为并联式FDRC控制器的输入,将并联式FDRC输出与原控制器输出叠加,最终实现多谐波电流抑制。如图2所示,广义坐标系下磁轴承线圈电流和磁轴承坐标系下线圈电流之间的关系为:
上式中iax、ibx、iay和iby分别为磁轴承坐标系下四个通道线圈电流;ix、iy、iγ和iη分别为广义坐标系下X轴和Y轴平动和转动通道电流。
如图2所示,电流指令与复合多谐波电流抑制控制器输出之间的关系为:
上式中,uiax、uibx、uiay和uiby为磁轴承坐标系下ax、bx、ay和by四个通道的驱动电路电流指令;diax、dibx、diay和diby为磁轴承坐标系下ax、bx、ay和by四个通道的驱动电路电流干扰;uix、uiy、uiγ和uiη为广义坐标系下X轴和Y轴平动子系统和转动子系统电流指令。
本公开实施例的磁悬浮转子电流抑制方法,通过建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;设计平动子系统和转动子系统的复合多谐波电流抑制控制器;根据复合多谐波电流抑制控制器输出与电流指令的转换关系,最后将广义坐标系下平动子系统和转动子系统的电流控制指令转换到磁轴承坐标系下的指令,实现磁悬浮转子电流抑制,从而实现对磁悬浮转子电流进行有效抑制,提高抑制效率,提高磁悬浮转子系统的可靠性,降低磁轴承承载要求。
图3是根据一示例性实施例示出的另一种磁悬浮转子电流抑制方法的流程图。
如图3所示,磁悬浮转子电流抑制方法可以包括以下步骤301-307。
在步骤301中,建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声。
在步骤302中,对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统。
在步骤303中,将功率放大器作为第一多谐波电流抑制控制器的被控对象,将平动子系统的电流作为第一多谐波电流抑制控制器的输入变量。
在本公开实施例中,由于平动子系统的X轴和Y轴两通道相互解耦,因此平动子系统只以X轴为例进行分析,即第一多谐波电流抑制控制器为X轴平动子系统多谐波电流抑制待设计FDRC控制器。
在本公开实施例中,将广义坐标系下磁轴承线圈电流作为第一多谐波电流抑制控制器的输入变量,如图4所示,图4是X轴平动子系统多谐波电流抑制原理图。图中Gfdx(s)为第一多谐波电流抑制控制器,表示为:
其中,τx,k为收敛系数,可正可负;Qx,k(s)为补偿环节。
在步骤304中,将第一多谐波电流抑制控制器和平动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到平动子系统的输出结果。
在本公开实施例中,如图5所示,图5是X轴平动子系统多谐波电流抑制等效原理图。图中Gex(s)和dix(s)分别为等效主控制器和功率放大器干扰,分别表示为:
dix(s)=-kadGw(s)Gdis(s)[2ksδxI(s)+hsrx(s)] (12)
平动子系统的灵敏度衰减函数Bx(s)为:
根据上述3个公式,将平动子系统的电流输入第一多谐波电流抑制控制器后得到输出结果ix,且由于Gfdx(s)在ω=kΩ处的幅值增益为无穷大,所以灵敏度衰减函数在s=jkΩ处满足:式中k≤N。在保证闭环系统的稳定性的前提下,加入Gfdx(s)就能够有效地抑制平动子系统前N阶谐波电流。
在步骤305中,根据输出结果对第一多谐波电流抑制控制器的参数进行调整。
在本公开实施例中,X轴平动子系统为实系数单变量传递函数,其正负频率特性曲线是关于零频率点对称的,因此平动子系统可以只根据正频率特性曲线来设计控制器参数。
在本公开实施例中,定义平动子系统的系统函数Hix,k-1(s):
则Gfdx(s)参数设计首先根据Hix,k-1(s)确定收敛系数τx,k的符号;然后根据收敛系数的符号依次设计补偿环节Qx,k(s),使得调整后的系统函数满足以下相位条件:
在步骤306中,确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对转动子系统进行电流抑制处理。
在步骤307中,根据第一多谐波电流抑制控制器和第二多谐波电流抑制控制器,对平动子系统和转动子系统进行电流抑制处理。
其中,需要说明的是,步骤301、302、306和307的详细说明,可以参考本公开中其他实施例中的说明,此处不再进行详细介绍。
本公开实施例的磁悬浮转子电流抑制方法,通过建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;将功率放大器作为第一多谐波电流抑制控制器的被控对象,将平动子系统的电流作为第一多谐波电流抑制控制器的输入变量;将第一多谐波电流抑制控制器和平动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到平动子系统的输出结果;根据输出结果对第一多谐波电流抑制控制器的参数进行调整;确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对转动子系统进行电流抑制处理;根据第一多谐波电流抑制控制器和第二多谐波电流抑制控制器,对平动子系统和转动子系统进行电流抑制处理,从而实现对磁悬浮转子电流进行有效抑制,提高抑制效率,提高磁悬浮转子系统的可靠性,降低磁轴承承载要求。
图6是根据一示例性实施例示出的另一种磁悬浮转子电流抑制方法的流程图。
如图6所示,磁悬浮转子电流抑制方法可以包括以下步骤601-607。
在步骤601中,建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声。
在步骤602中,对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统。
在步骤603中,确定平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对平动子系统进行电流抑制处理;
在步骤604中,将功率放大器作为第二多谐波电流抑制控制器的被控对象,将转动子系统的电流作为第二多谐波电流抑制控制器的输入变量。
在本公开实施例中,在确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器之前,方法还包括:针对转动子系统,根据转动子系统中的两个实系数变量,确定复系数变量;根据复系数变量对转动子系统进行转换处理,得到复系数单变量的转动子系统。
在本公开实施例中,第二多谐波电流抑制控制器为转动子系统多谐波电流抑制待设计FDRC控制器。将广义坐标系下转动子系统的线圈电流作为Gfdc(s)的输入变量。
如图7所示,图7是转动子系统的多谐波电流抑制原理图。图中Gfdc(s)为第二多谐波电流抑制控制器,表示为:
其中,τc,k为收敛系数,可正可负;Qc,k(s)为补偿环节。
在步骤605中,将第二多谐波电流抑制控制器和转动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到转动子系统的输出结果。
在本公开实施例中,如图8所示,图8是转动子系统的多谐波电流抑制等效原理图。图中Gec(s)和dic(s)分别为转动子系统的等效主控制器和功率放大器干扰,分别表示为:
其中,转动子系统的灵敏度衰减函数Bc(s)为:
根据上述3个公式,将转动子系统的电流输入第二多谐波电流抑制控制器后得到输出结果ic,且由于Gfdc(s)在ω=kΩ处的幅值增益为无穷大,所以灵敏度衰减函数在s=jkΩ处满足:式中k≤N。在保证闭环系统的稳定性前提下,加入Gfdc(s)就能够有效地抑制平动子系统前N阶谐波电流。
在步骤606中,根据输出结果对第二多谐波电流抑制控制器的参数进行调整。
在本公开实施例中,转动子系统的复系数传递函数正负频率特性关于零频率点不对称的,因此Gfdc(s)参数设计及系统稳定性分析时应该考虑双频伯德图。定义转动子系统函数Hic,k-1(s):
则Gfdc(s)参数设计首先根据系统函数Hic,k-1(s)确定收敛系数τc,k的符号;然后根据收敛系数的符号依次设计Qc,k(s),使得校正后的系统函数满足下面的相位条件:
在步骤607中,根据第一多谐波电流抑制控制器和第二多谐波电流抑制控制器,对平动子系统和转动子系统进行电流抑制处理。
其中,需要说明的是,步骤601、602、603和607的详细说明,可以参考本公开中其他实施例中的说明,此处不再进行详细介绍。
本公开实施例的磁悬浮转子电流抑制方法,通过建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;确定平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对平动子系统进行电流抑制处理;将功率放大器作为第二多谐波电流抑制控制器的被控对象,将转动子系统的电流作为第二多谐波电流抑制控制器的输入变量;将第二多谐波电流抑制控制器和转动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到转动子系统的输出结果;根据输出结果对第二多谐波电流抑制控制器的参数进行调整;根据第一多谐波电流抑制控制器和第二多谐波电流抑制控制器,对平动子系统和转动子系统进行电流抑制处理,从而实现对磁悬浮转子电流进行有效抑制,提高抑制效率,提高磁悬浮转子系统的可靠性,降低磁轴承承载要求。
图9是根据一示例性实施例示出的另一种磁悬浮转子电流抑制方法的流程图。
如图9所示,磁悬浮转子电流抑制方法可以包括以下步骤901-907。
在步骤901中,建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声。
在步骤902中,对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统。
在步骤903中,确定平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对平动子系统进行电流抑制处理。
在步骤904中,确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对转动子系统进行电流抑制处理。
在步骤905中,将磁悬浮转子动力学模型的电流分别输入第一多谐波电流抑制控制器、第二多谐波电流抑制控制器和磁悬浮转子动力学模型的原控制器,得到多个输出结果。
在本公开实施例中,将平动子系统的线圈电流输入第一多谐波电流抑制控制器和平动子系统原控制器,得到多个输出结果;将转动子系统的线圈电流输入第二多谐波电流抑制控制器和转动子系统原控制器,得到多个输出结果。
在步骤906中,对多个输出结果进行叠加处理,得到叠加后结果。
在本公开实施例中,将第一多谐波电流抑制控制器和平动子系统原控制器的输出结果进行叠加处理,得到平动子系统复合多谐波电流抑制控制器的输出结果,将第二多谐波电流抑制控制器和转动子系统原控制器的输出结果进行叠加处理,得到转动子系统复合多谐波电流抑制控制器的输出结果。
在步骤907中,根据叠加后结果,对磁悬浮转子动力学模型的电流进行调整,实现抑制处理。
根据叠加后结果中各个通道上的数值,确定平动子系统的第一目标电流以及转动子系统的第二目标电流;根据第一目标电流,对平动子系统进行驱动处理;根据第二目标电流,对转动子系统进行驱动处理。
在本公开实施例中,针对整个磁悬浮转子系统多谐波电流抑制,需要将复合多谐波电流抑制控制器的输出结果转变为电流指令,实现磁悬浮转子系统多谐波电流抑制。
根据公式(9)得到电流指令与复合控制器输出之间的关系,公式(9)中,uiax、uibx、uiay和uiby为磁轴承坐标系下ax、bx、ay和by四个通道的驱动电路电流指令;uix、uiy、uiγ和uiη为广义坐标系下X轴和Y轴平动子系统和转动子系统电流指令。
其中,需要说明的是,步骤901、902、903和904的详细说明,可以参考本公开中其他实施例中的说明,此处不再进行详细介绍。
本公开实施例的磁悬浮转子电流抑制方法,通过建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;确定平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对平动子系统进行电流抑制处理;确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对转动子系统进行电流抑制处理;将磁悬浮转子动力学模型的电流分别输入第一多谐波电流抑制控制器、第二多谐波电流抑制控制器和磁悬浮转子动力学模型的原控制器,得到多个输出结果;对多个输出结果进行叠加处理,得到叠加后结果;根据叠加后结果,对磁悬浮转子动力学模型的电流进行调整,实现抑制处理,从而实现对磁悬浮转子电流进行有效抑制,提高抑制效率,提高磁悬浮转子系统的可靠性,降低磁轴承承载要求。
为了实现上述实施例,本公开实施例提出了一种磁悬浮转子电流抑制装置。
图10是根据一示例性实施例所示出的磁悬浮转子电流抑制装置的框图。
参照图10,该磁悬浮转子电流抑制装置1000,可以包括:建立模块1010、第一处理模块1020、第一确定模块1030、第二确定模块1040和第二处理模块1050。
其中,建立模块1010,用于建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,所述磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;
第一处理模块1020,用于对所述磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;
第一确定模块1030,用于确定所述平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对所述平动子系统进行电流抑制处理;
第二确定模块1040,用于确定所述转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对所述转动子系统进行电流抑制处理;
第二处理模块1050,用于根据所述第一多谐波电流抑制控制器和所述第二多谐波电流抑制控制器,对所述平动子系统和所述转动子系统进行电流抑制处理。
在本公开实施例中,所述第一确定模块1030,具体用于,将功率放大器作为所述第一多谐波电流抑制控制器的被控对象,将所述平动子系统的电流作为所述第一多谐波电流抑制控制器的输入变量;将所述第一多谐波电流抑制控制器和所述平动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到所述平动子系统的输出结果;根据所述输出结果对所述第一多谐波电流抑制控制器的参数进行调整。
在本公开实施例中,所述第二确定模块1040,具体用于,将功率放大器作为所述第二多谐波电流抑制控制器的被控对象,将所述转动子系统的电流作为所述第二多谐波电流抑制控制器的输入变量;将所述第二多谐波电流抑制控制器和所述转动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到所述转动子系统的输出结果;根据所述输出结果对所述第二多谐波电流抑制控制器的参数进行调整。
在本公开实施例中,所述装置还包括:第三确定模块,用于针对所述转动子系统,根据所述转动子系统中的两个实系数变量,确定复系数变量;转换模块,用于根据所述复系数变量对所述转动子系统进行转换处理,得到复系数单变量的转动子系统。
在本公开实施例中,所述第二处理模块1050,具体用于,将所述磁悬浮转子动力学模型的电流分别输入所述第一多谐波电流抑制控制器、所述第二多谐波电流抑制控制器和所述磁悬浮转子动力学模型的原控制器,得到多个输出结果;对所述多个输出结果进行叠加处理,得到叠加后结果;根据所述叠加后结果,对所述磁悬浮转子动力学模型的电流进行调整,实现抑制处理。
在本公开实施例中,所述第二处理模块1050,具体用于,根据所述叠加后结果中各个通道上的数值,确定所述平动子系统的第一目标电流以及所述转动子系统的第二目标电流;根据所述第一目标电流,对所述平动子系统进行驱动处理;根据所述第二目标电流,对所述转动子系统进行驱动处理。
需要说明的是,本公开实施例的磁悬浮转子电流抑制装置,可以执行前述实施例中的磁悬浮转子电流抑制方法,该磁悬浮转子电流抑制装置可以为电子设备,也可以配置在电子设备中,以在电子设备中进行磁悬浮转子电流抑制。
其中,电子设备,可以是磁悬浮转子系统中的控制器,本公开实施例对此不作限定。
需要说明的是,关于上述实施例中的装置,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
本公开实施例的磁悬浮转子电流抑制装置,通过建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;确定平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对平动子系统进行电流抑制处理;确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对转动子系统进行电流抑制处理;根据第一多谐波电流抑制控制器和第二多谐波电流抑制控制器,对平动子系统和转动子系统进行电流抑制处理,从而实现对磁悬浮转子电流进行有效抑制,提高抑制效率,提高磁悬浮转子系统的可靠性,降低磁轴承承载要求。
为了实现上述实施例,本公开实施例还提出了一种电子设备。
其中,电子设备1100包括:
处理器1120;
用于存储处理器1120可执行指令的存储器1110;
其中,处理器1120被配置为执行指令,以实现如前所述的磁悬浮转子电流抑制方法。
作为一种示例,图11是根据一示例性实施例示出的一种用于磁悬浮转子电流抑制的电子设备1100的框图,如图11所示,上述电子设备1100,还可以包括:
存储器1110及处理器1120,连接不同组件(包括存储器1110和处理器1120)的总线1130,存储器1110存储有计算机程序,当处理器1120执行所述程序时实现本公开实施例所述的磁悬浮转子电流抑制方法。
总线1130表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,外围总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线,微通道体系结构(MAC)总线,增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
电子设备1100典型地包括多种计算机可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备1100访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。
存储器1110还可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质,例如随机存取存储器(RAM)1140和/或高速缓存存储器1150。电子设备1100可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例,存储系统1160可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图11未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图11中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线1130相连。存储器1110可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本公开各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块1170的程序/实用工具1180,可以存储在例如存储器1110中,这样的程序模块1170包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块1170通常执行本公开所描述的实施例中的功能和/或方法。
电子设备1100也可以与一个或多个外部设备1190(例如键盘、指向设备、显示器1191等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备1100交互的设备通信,和/或与使得该电子设备1100能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口1192进行。并且,电子设备1100还可以通过网络适配器1193与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图11所示,网络适配器1193通过总线1130与电子设备1100的其它模块通信。应当明白,尽管图11中未示出,可以结合电子设备1100使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器1120通过运行存储在存储器1110中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理。
需要说明的是,本实施例的电子设备的实施过程和技术原理参见前述对本公开实施例的磁悬浮转子电流抑制方法的解释说明,此处不再赘述。
本公开实施例提供的电子设备,通过建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;对磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;确定平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对平动子系统进行电流抑制处理;确定转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对转动子系统进行电流抑制处理;根据第一多谐波电流抑制控制器和第二多谐波电流抑制控制器,对平动子系统和转动子系统进行电流抑制处理,从而实现对磁悬浮转子电流进行有效抑制,提高抑制效率,提高磁悬浮转子系统的可靠性,降低磁轴承承载要求。
为了实现上述实施例,本公开实施例还提出了一种计算机可读存储介质。
其中,当计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时,使得电子设备能够执行如前所述的磁悬浮转子电流抑制方法。
为了实现上述实施例,本公开还提供一种计算机程序产品,该计算机程序由电子设备的处理器执行时,使得电子设备能够执行如前所述的磁悬浮转子电流抑制方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (11)
1.一种磁悬浮转子电流抑制方法,其特征在于,包括:
建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,所述磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;
对所述磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;
确定所述平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对所述平动子系统进行电流抑制处理;
确定所述转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对所述转动子系统进行电流抑制处理;
根据所述第一多谐波电流抑制控制器和所述第二多谐波电流抑制控制器,对所述平动子系统和所述转动子系统进行电流抑制处理;
其中,平动子系统的两个通道X轴和Y轴是相互解耦的,转动子系统的两个通道是相互耦合的;
所述根据所述第一多谐波电流抑制控制器和所述第二多谐波电流抑制控制器,对所述平动子系统和所述转动子系统进行电流抑制处理,包括:
将所述磁悬浮转子动力学模型的电流分别输入所述第一多谐波电流抑制控制器、所述第二多谐波电流抑制控制器和所述磁悬浮转子动力学模型的原控制器,得到多个输出结果;
对所述多个输出结果进行叠加处理,得到叠加后结果;
根据所述叠加后结果,对所述磁悬浮转子动力学模型的电流进行调整,实现抑制处理;
所述根据所述叠加后结果,对所述磁悬浮转子动力学模型的电流进行调整,实现抑制处理,包括:
根据所述叠加后结果中各个通道上的数值,确定所述平动子系统的第一目标电流以及所述转动子系统的第二目标电流,其中,包括:设计平动子系统和转动子系统的复合多谐波电流抑制控制器,根据复合多谐波电流抑制控制器输出与电流指令的转换关系,将广义坐标系下平动子系统和转动子系统的电流控制指令转换到磁轴承坐标系下的电流指令;
根据所述第一目标电流,对所述平动子系统进行驱动处理;
根据所述第二目标电流,对所述转动子系统进行驱动处理。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,包括:
将功率放大器作为所述第一多谐波电流抑制控制器的被控对象,将所述平动子系统的电流作为所述第一多谐波电流抑制控制器的输入变量;
将所述第一多谐波电流抑制控制器和所述平动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到所述平动子系统的输出结果;
根据所述输出结果对所述第一多谐波电流抑制控制器的参数进行调整。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,包括:
将功率放大器作为所述第二多谐波电流抑制控制器的被控对象,将所述转动子系统的电流作为所述第二多谐波电流抑制控制器的输入变量;
将所述第二多谐波电流抑制控制器和所述转动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到所述转动子系统的输出结果;
根据所述输出结果对所述第二多谐波电流抑制控制器的参数进行调整。
4.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,在确定所述转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器之前,所述方法还包括:
针对所述转动子系统,根据所述转动子系统中的两个实系数变量,确定复系数变量;
根据所述复系数变量对所述转动子系统进行转换处理,得到复系数单变量的转动子系统。
5.一种磁悬浮转子电流抑制装置,其特征在于,包括:
建立模块,用于建立磁悬浮转子系统动力学模型,其中,所述磁悬浮转子系统动力学模型包含转子不平衡和位移传感器谐波噪声;
第一处理模块,用于对所述磁悬浮转子动力学模型进行模态分离处理,得到相互解耦的平动子系统和转动子系统;其中,平动子系统的两个通道X轴和Y轴是相互解耦的,转动子系统的两个通道是相互耦合的;
第一确定模块,用于确定所述平动子系统的第一多谐波电流抑制控制器,以对所述平动子系统进行电流抑制处理;
第二确定模块,用于确定所述转动子系统的第二多谐波电流抑制控制器,以对所述转动子系统进行电流抑制处理;
第二处理模块,用于根据所述第一多谐波电流抑制控制器和所述第二多谐波电流抑制控制器,对所述平动子系统和所述转动子系统进行电流抑制处理;
所述第二处理模块,具体用于,
将所述磁悬浮转子动力学模型的电流分别输入所述第一多谐波电流抑制控制器、所述第二多谐波电流抑制控制器和所述磁悬浮转子动力学模型的原控制器,得到多个输出结果;
对所述多个输出结果进行叠加处理,得到叠加后结果;
根据所述叠加后结果,对所述磁悬浮转子动力学模型的电流进行调整,实现抑制处理;
所述第二处理模块,具体用于,
根据所述叠加后结果中各个通道上的数值,确定所述平动子系统的第一目标电流以及所述转动子系统的第二目标电流,其中,包括:设计平动子系统和转动子系统的复合多谐波电流抑制控制器,根据复合多谐波电流抑制控制器输出与电流指令的转换关系,将广义坐标系下平动子系统和转动子系统的电流控制指令转换到磁轴承坐标系下的电流指令;
根据所述第一目标电流,对所述平动子系统进行驱动处理;
根据所述第二目标电流,对所述转动子系统进行驱动处理。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第一确定模块,具体用于,
将功率放大器作为所述第一多谐波电流抑制控制器的被控对象,将所述平动子系统的电流作为所述第一多谐波电流抑制控制器的输入变量;
将所述第一多谐波电流抑制控制器和所述平动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到所述平动子系统的输出结果;
根据所述输出结果对所述第一多谐波电流抑制控制器的参数进行调整。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第二确定模块,具体用于,
将功率放大器作为所述第二多谐波电流抑制控制器的被控对象,将所述转动子系统的电流作为所述第二多谐波电流抑制控制器的输入变量;
将所述第二多谐波电流抑制控制器和所述转动子系统的原控制器等效为主控制器,将转子不平衡和位移传感器谐波噪声引起的系统扰动等效为功率放大器系统干扰,得到所述转动子系统的输出结果;
根据所述输出结果对所述第二多谐波电流抑制控制器的参数进行调整。
8.根据权利要求5或7所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:第三确定模块和转换模块;
其中,所述第三确定模块,用于针对所述转动子系统,根据所述转动子系统中的两个实系数变量,确定复系数变量;
所述转换模块,用于根据所述复系数变量对所述转动子系统进行转换处理,得到复系数单变量的转动子系统。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
处理器;
用于存储所述处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为执行所述指令,以实现如权利要求1至4中任一项所述的磁悬浮转子电流抑制方法。
10.一种计算机可读存储介质,当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时,使得所述电子设备能够执行如权利要求1至4中任一项所述的磁悬浮转子电流抑制方法。
11.一种计算机程序产品,包括计算机程序,当所述计算机程序由电子设备的处理器执行时,使得所述电子设备能够执行如权利要求1至4中任一项所述的磁悬浮转子电流抑制方法。
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2022
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