CN115788939B - 一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制方法及系统，所述方法包括获取磁悬浮旋转器械转子的位移偏差、电流偏差和磁悬浮轴承旋转器械的喘振状态；根据磁悬浮旋转器械转子的位移偏差、电流偏差和磁悬浮轴承旋转器械的喘振状态，自动切换磁轴承的控制算法；基于磁轴承的控制算法，调节磁轴承励磁线圈中的偏置电流，进而控制磁轴承磁力的大小。通过该方法能够有效控制磁轴承磁力的大小，使得磁轴承的承载力能够满足使用，准确有效、稳定地达到磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制目的，有效避免因巨大冲击而导致转子跌落、受到严重损害，甚至引起叶片飞出而发生机毁人亡的事故现象。

Description

一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制方法及系统

技术领域

本发明涉及磁悬浮轴承技术领域，具体涉及一种基于磁悬浮轴承旋转器械的喘振控制方法及系统。

背景技术

随着磁悬浮轴承控制技术的逐渐成熟，磁悬浮轴承逐渐应用到各种旋转器械中，如磁悬浮离心鼓风机、磁悬浮离心压缩机等磁悬浮轴承旋转器械上。磁悬浮轴承作为一种新型高性能轴承，它利用可控磁场力使转子稳定的悬浮在固定的位置。

但在这些磁悬浮轴承旋转器械运行过程中，非正常工况下会转子偏离安全工作区及喘振现象，由此会导致转子跌落、受到严重损害，甚至引起叶片飞出，发生机毁人亡的事故。

目前，实现磁悬浮离心鼓风机、压缩机的防喘振控制方法主要是通过修改流量控制的PID参数来实现防喘振控制。如中国专利申请号为202110814452 .3 公开了一种基于磁悬浮轴向位置控制的压缩机喘振预测控制方法，通过采集不同转速下压缩机出口压力值与流量值来绘制喘振曲线，通过建立压缩机数学模型推导出压升与质量流量的函数关系，建立压缩机出口压力预测模型来确定压缩机下一时刻的运行点坐标，当运行点坐标与喘振曲线相交时说明下一刻将发生喘振，需要对压缩机中轴承的轴向和径向分别进行调节来消除喘振的目的，具体是通过采用变比例系数P的PID控制方法来提高控制电流的强度。但是磁悬浮轴承高速旋转下PID的稳定区域会发生偏移，也就是磁轴承材料的B-H磁化曲线不是一直呈线性变化的，在实际应用中很难准确有效的实现喘振控制。

还有通常在风机出口管道末端设置类似曝气管这种恒压变流量装置，由于风机升速需要一定时间，在较低转速下往往无法达到曝气阀的曝气压力，导致气体回流，超过该转速下的喘振临界点，进而引发喘振。在实际使用中，曝气管利用表面孔洞排出气体，当较多孔洞堵塞时，实际曝气压力将会增大，经常会出现实际瞬时曝气压力大幅超越风机喘振压力临界值的情况，造成转子跌落、损害，增大风机意外报废风险。故将这种类似曝气管的恒压变流量装置应用到高速旋转的磁悬浮轴承旋转器械中，更是无法保障磁悬浮轴承旋转器械喘振控制和转子安全工作区域的稳定性。

因此，对于本领域研发人员来说，亟需研发一种能够有效、稳定保障磁悬浮轴承用旋转器械的防喘振控制方法及系统。

发明内容

有鉴于此，为解决上述存在的问题，本发明实施例提供了一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制方法及系统，达到准确有效、稳定保障磁悬浮轴承用旋转器械的防喘振控制的效果。

为实现上述目的，本发明实施例一方面提供了一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制方法，所述方法包括所述方法包括获取磁悬浮旋转器械转子的位移偏差、电流偏差和磁悬浮轴承旋转器械的喘振状态；根据磁悬浮旋转器械转子的位移偏差、电流偏差和磁悬浮轴承旋转器械的喘振状态，自动切换磁轴承的控制算法；所述磁轴承的控制算法包括第一控制算法和第二控制算法，根据磁轴承的B-H磁化曲线将磁感应强度区间分为呈线性变化的第一区间和呈非线性变化的第二区间；具体地，当判断磁悬浮旋转器械转子的位移偏差和电流偏差在连续多个采样周期内未超过预设偏差范围，或磁悬浮轴承旋转器械未处于喘振状态时，则选择所述磁感应强度区间为呈线性变化的第一区间，切换使用第一控制算法，否则，所述磁感应强度区间位于呈非线性变化的第二区间，切换使用第二控制算法；基于磁轴承的控制算法，调节磁轴承励磁线圈中的偏置电流，进而控制磁轴承磁力的大小。

进一步地，所述获取旋转器械转子的位移偏差，包括：当旋转器械转子工作点发生偏移时，采样t时间内的位移信号与预设位移的差值，并计算其均值以避免干扰导致的误判，具体可采集t时间内的位移信号与预设位移差值的平均值x=(x(1)+…+x(i))/i，其中，x(i)为第i次采样差值，i是采样次数。

进一步地，当选择所述第一区间为磁感应强度B∈（0,1.2T）时，对称排布的磁轴承的电流呈对称变化，电流总和为定值，即为呈线性差动控制的第一控制算法；当选择所述第二区间为磁感应强度B∈（1.2T，1.4T）时，对称排布的磁轴承因线性段斜率的不同，变化相同磁力时电流变化的系数不同，电流总和不为定值，即为呈非线性差动控制的第二控制算法。

进一步地，所述第一控制算法为线性差动控制，所述第二控制算法为非线性差动控制，在非线性差动控制的第二控制算法时，当旋转器械转子调整到安全工作区域后，及时降低电流，切换为线性差动控制的第一控制算法。

本发明实施例一方面提供了一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制系统，该系统用于执行上述任一实施例所述的防喘振控制方法，所述系统包括总控制器、与所述总控制器连接的磁轴承控制模块和与所述磁轴承控制模块连接的磁轴承功率放大模块。

进一步地，所述磁轴承控制模块用于计算转子位移偏差和电流偏差，判断是否提高磁轴承瞬时电流并切换磁轴承控制算法，同时向总控制器反馈信号。

进一步地，所述磁轴承控制模块向总控制器反馈信号的逻辑为：当磁轴承控制模块根据转子位移偏差大小和电流偏差，判断是否超过预设偏差范围，若未超过预设偏差范围，则只输出电流偏差大小和位移偏差大小，并保存在总控制器的闪存中；若连续在数个采样周期内超过预设偏差范围，则向所述总控制器输出电流偏差大小、位移偏差大小的同时，输出停机信号。

进一步地，所述系统还包括磁轴承用位移传感器和电流传感器，用于获得径向位移值、轴向位移值、径向电流值、轴向电流值，并传给总控制器。

进一步地，所述磁轴承功率放大模块，用于为磁轴承提供偏置电流，并配合磁轴承控制模块输出控制电流。

进一步地，所述系统还包括用于获取进、出口压力的压力传感器、用于获取风机流量的流量传感器和用于获取进、出口温度的温度传感器。

本发明的有益效果：

本发明通过获取磁悬浮旋转器械转子的位移偏差、电流偏差和磁悬浮轴承旋转器械的喘振状态；根据磁悬浮旋转器械转子的位移偏差、电流偏差和磁悬浮轴承旋转器械的喘振状态，自动切换磁轴承的控制算法；基于磁轴承的控制算法，调节磁轴承励磁线圈中的偏置电流，进而控制磁轴承磁力的大小。具体通过判断磁悬浮旋转器械转子的位移偏差和电流偏差在连续多个采样周期内未超过预设偏差范围，或磁悬浮轴承旋转器械未处于喘振状态时，则选择所述磁感应强度区间为呈线性变化的第一区间，切换使用第一控制算法，否则，所述磁感应强度区间位于呈非线性变化的第二区间，切换使用第二控制算法，对磁轴承励磁线圈中的偏置电流进行合理有效的调节，进而有效控制磁轴承磁力的大小，使得磁轴承的承载力能够满足使用，达到准确有效、稳定保障磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制的有益效果。

附图说明

以下附图是用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，且仅旨在于对本发明做示意性的解释和说明，并非用以限制本发明的范围。在附图中：

图1为本申请实施例磁悬浮轴承旋转器械防喘振控制系统结构示意图；

图2为本申请实施例磁悬浮轴承旋转器械防喘振控制方法流程示意图；

图3为本申请实施例磁轴承的B-H磁化曲线示意图。

具体实施方式

下面将以图示揭露本申请的若干个实施方式，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，构成本申请的一部分说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及说明是用来解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，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。

需要说明，本申请实施例使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。此外，在本公开各个实施例中，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以互相结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求保护的范围之内。

请参考图1所示的磁悬浮轴承旋转器械防喘振控制系统结构示意图，本实施例中的一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制系统包括总控制器、与所述总控制器连接的磁轴承控制模块和与所述磁轴承控制模块连接的磁轴承功率放大模块；还包括用于获得磁悬浮轴承旋转器械转子的径向位移值、轴向位移值、径向电流值、轴向电流值，并传给总控制器和磁轴承控制模块的磁轴承用位移传感器和电流传感器，具体结合传感器探头的实时检测和采样模块的采集共同获得位移偏差、电流偏差；及用于获取进、出口压力的压力传感器、用于获取风机流量的流量传感器和用于获取进、出口温度的温度传感器。

需要说明的是，本实施例中的基于磁悬浮轴承的旋转器械优选但不限于为磁悬浮离心鼓风机、磁悬浮离心压缩机，根据实际情况还可以为其它基于磁悬浮轴承的离心设备。本实施例中的总控制器通过进、出口压力传感器、流量传感器获取磁悬浮旋转器械出口压力及流量，通过进出口温度传感器获取当前温度值，根据进口温度、出口温度、进口压力、出口压力、流量，计算出运行工作点，并判断距离防喘振线与喘振线距离，判断磁悬浮轴承的旋转器械是否处于喘振状态。所述磁轴承控制模块通过磁轴承用位移传感器和电流传感器获得径向位移值、轴向位移值、径向电流值、轴向电流值，并传给总控制器，根据回转体转子的径向位移、轴向位移，磁轴承的径向电流、轴向电流计算出位移和电流的偏差值，并判断偏差是否过大及是否处于喘振状态。

本实施例中磁轴承控制模块用于计算输出转子位移偏差和磁轴承的电流偏差，同时判断喘振状态下是否提高磁轴承瞬时电流并切换磁轴承控制算法，同时向总控制器反馈信号。该反馈信号的逻辑为：当磁轴承控制模块根据转子位移偏差大小、磁轴承的电流偏差大小，判断是否超过预设偏差范围，若未超过预设偏差范围，则只输出电流偏差大小和位移偏差大小，并保存在总控制器的闪存中；若连续在数个采样周期内超过预设偏差范围，则向所述总控制器输出电流偏差大小、位移偏差大小的同时，输出停机信号，同时向总控制器输出停机原因。

再者，对于本实施例中通过相应的传感器获取的压力、温度、流量及位移、电流值及判断磁悬浮旋转器械是否处于喘振状态均采用现有的技术即可实现，在此不进行过多赘述。

作为一种实施例，通过本实施例中的防喘振控制系统执行如下防喘振控制方法的步骤，有效控制了磁轴承磁力的大小，使得磁轴承的承载力能够满足使用，达到准确有效、稳定保障磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制目的，有效避免因巨大冲击而导致转子跌落、受到严重损害，甚至引起叶片飞出而发生机毁人亡的事故现象。

具体地，如图2所示，步骤1、获取磁悬浮旋转器械转子的位移偏差、电流偏差和磁悬浮旋转器械的喘振状态；

需要说明的是，本实施例可通过由位移传感器反馈回转体转子的实时位置，采样模块采样后，经由传感器控制模块形成实际位移信号，根据实际位移信号与预设位移进行比对，获取相应的位移偏差。需要说明的是，此处所谓的回转体转子即为磁悬浮旋转器械转子。再者，本实施例可通过磁轴承功率放大模块中的电流传感器反馈磁轴承的实际电流信号，根据实际电流信号与预设电流进行比对，获取相应的电流偏差。本实施例可通过总控制器根据进口温度、出口温度、进口压力、出口压力、流量，计算出运行工作点，并判断距离防喘振线与喘振线距离，来获取磁悬浮轴承旋转器械是否处于喘振状态。

作为一种实施例，本实施例为获取更精准回转体转子的位移偏差，进行采集t时间内的位移信号与预设位移的差值，并计算其均值以避免干扰导致的误判，具体可选3μs或5μs等时间内的位移信号与预设位移差值的平均值x=(x(1)+…+x(i))/i，其中，x(i)为第i次采样差值，i是采样次数。

作为一种实施例，本实施例为获取更精准磁轴承的电流偏差，进行采集t时间内的电流信号与预设电流的差值，并计算其均值以避免干扰导致的误判，具体可选3μs或5μs等时间内的电流信号与预设电流差值的平均值y=(y(1)+…+y(i))/i，其中，y(i)为第i次采样差值，i是采样次数。

需要说明的是，本实施例中的预设位移、预设电流均有磁轴承专业厂商提供。基于差值平均值的位移偏差与预设偏差范围进行比对，当该位移偏差位于预设偏差范围内时，说明回转体转子是处于安全工作区域；差值平均值的电流偏差与预设偏差范围进行比对，当该电流偏差位于预设偏差范围内时，则选择磁感应强度区间为呈线性变化的第一区间；当该位移偏差超过预设偏差范围时，说明回转体转子是处于非安全工作区域，此时磁轴承控制模块通过磁轴承功率放大模块来调整磁轴承的电流信号，使磁感应强度区间位于呈非线性变化的第二区间，根据具体情况自动切换磁轴承的控制算法，已确保回转体转子尽量恢复至安全工作区域内，有效实现磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制的效果。

步骤2、根据磁悬浮旋转器械转子的位移偏差、电流偏差和磁悬浮轴承旋转器械的喘振状态，自动切换磁轴承的控制算法；

在本申请中，所述磁轴承的控制算法包括第一控制算法和第二控制算法，所述第一控制算法为线性差动控制，所述第二控制算法为非线性差动控制，根据磁轴承的B-H磁化曲线将所述磁感应强度区间分为呈线性变化的第一区间和呈非线性变化的第二区间。具体地，当判断磁悬浮旋转器械转子的位移偏差大小和电流偏差大小在连续多个采样周期内未超过预设偏差范围，或磁悬浮轴承旋转器械未处于喘振状态时，则选择磁感应强度区间为呈线性变化的第一区间，切换采用线性差动控制的第一控制算法，否则，所述磁感应强度区间位于呈非线性变化的第二区间内时，切换采用非线性差动控制的第二控制算法。也就是说，当判断磁悬浮旋转器械转子的位移偏差大小和电流偏差大小在连续多个采样周期内超过预设偏差范围，说明回转体转子不在安全工作区域内，则选择磁感应强度区间为呈非线性变化的第二区间，切换采用非线性差动控制的第二控制算法；或者判断磁悬浮轴承旋转器械处于喘振状态或临界喘振状态时，由总控制器向磁轴承控制模块发送调节电流，选择磁感应强度区间为呈非线性变化的第二区间，切换第二控制算法，在放空阀打开前保证回转体转子稳定悬浮，并及时向总控制器反馈，保障磁悬浮轴承旋转器械喘振控制和转子安全工作区域的稳定性。

需要说明的是，如图3所示的硅钢片材料磁轴承的B-H磁化曲线，单位为T（特斯拉），其纵坐标B表示磁感应强度，横坐标H表示磁场强度。该磁化曲线是基于磁轴承材料特性，由专业的厂家（如宝钢）来提供确定的。本实施例中磁轴承的材料优选但不限于硅钢片，根据实际情况，还可以选用4系不锈钢、电工纯铁等材料。

作为一种实施例，本实施例中所述第一控制算法为线性差动控制的算法，切换为该算法时，对称排布的磁轴承偏置电流对称变化，也就是磁轴承一侧电磁铁电流增大值和对称另一侧电磁铁电流减小值的绝对值是相等的，其总和为定值。

本实施例中所述第二控制算法为非线性差动控制的算法，切换为该算法时，磁轴承电磁力的增大倍数小于偏置电流的增大倍数，由此引入一个冗余的超功率放大器来增大电流，以使得磁轴承的承载力满足使用要求，进而达到回转体转子尽快恢复至安全工作区域内，有效、稳定地达到磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制目的及回转体转子不受损害的效果，有效避免因巨大冲击而导致转子跌落、受到严重损害，甚至引起叶片飞出而发生机毁人亡的事故现象。

具体结合图3所示的硅钢片材料磁轴承的B-H磁化曲线，可知在斜率较大的线性段，即磁感应强度B为0-1.2T的范围内的区间为本实施例所述的第一区间，在这一区间内，对称排布的磁轴承偏置电流对称变化，也就是增大值和减小值的绝对值是相等的，其总和为定值，此时切换采用的是呈线性差动控制的第一控制算法；在第一区间内，B-H线性变化斜率极高，只需要较小的电流激发磁场，即可产生足够大的磁感应强度，磁轴承的效率最高，能耗相对更低。

若继续提高电流，则斜率较小的曲线性段，即磁感应强度B为1.2T-1.4T范围为本实施例所述的第二区间，在该区间内，对称排布的磁轴承因线性段斜率不同，变化相同磁力时电流变化的系数不同，电流总和不为定值，此时切换采用的是呈非线性差动控制的第二控制算法，也就是说，此时磁轴承电磁力的增大倍数小于偏置电流的增大倍数，需要采用非线性差动控制的第二控制算法，同时引入一个冗余的超功率放大器来增大电流，以使得磁轴承的承载力满足使用要求，在放空阀打开前保证回转体转子稳定悬浮，并及时向总控制器反馈。

需要说明的是，本实施例中的磁悬浮轴承旋转器械防喘振控制系统中的磁轴承功率放大模块优选但不限于包括三个功率放大器，根据实际情况可做适当调整。本实施例中的磁轴承功率放大模块的三个功率放大器分别为磁轴承一侧电磁铁提供偏置电流的第一功率放大器、为磁轴承对称另一侧电磁铁提供偏置电流的第二功率放大器和用于切换第二控制算法时用来增大电流的冗余超功率放大器。

具体结合图1、图3所示，当B∈（0,1.2T）时，磁轴承功率放大模块中，第一功率放大器和第二功率放大器两个功率放大器工作，若电磁铁A需要的电流大，则电磁铁B需要的电流小，因而电磁铁A的第一功率放大器输出电流大，电磁铁B的第二功率放大器输出电流小，反之同理。当磁感应强度B∈（1.2T,1.4T）时，若电磁铁A需要的电流大，则第一功率放大器和冗余超功率放大器同时为电磁铁A提供电流，电磁铁B则依然由第二功率放大器提供电流，反之同理。

结合图3进一步需要说明的是，为了保证磁轴承效率，选择该线性段部分中点（B=0.6T）的位置对应的线圈磁场强度H，作为磁轴承偏置电流I的选择依据。在磁轴承中，若偏置电流为I，则磁轴承线圈内电流变化范围为[0,2I]，即当电流为2I时，磁场强度约为200A/m，此时磁感应强度为1.2T。

根据磁路安培环路定律，若继续增大磁轴承线圈电流，磁轴承线圈激发的磁场强度H进一步提升，但此时磁感应强度B变化缓慢，从1.2T变为1.4T时，磁场强度由约200A/m变为600A/m，此时电流约为4I，B-H磁化曲线由线性变为非线性，此时切换使用的第二控制算法。由于最大电流变为原本的一倍，电流增大会导致磁轴承线圈发热变大，当总控制器判断回转体转子已回到安全工作区域后，及时降低电流，切换回第一控制算法，以保证磁轴承及其控制系统不会因长时间电流过大而缩减使用寿命。

步骤3、基于磁轴承的控制算法，调节磁轴承励磁线圈中的偏置电流，进而控制磁轴承磁力的大小。

具体根据磁悬浮旋转器械的具体情况，使磁轴承控制模块实时自动切换第一控制算法和第二控制算法，通过磁轴承功率放大器有效调节磁轴承励磁线圈中的偏置电流，进而控制磁轴承磁力的大小，满足磁轴承承载力的使用要求。尤其是磁悬浮轴承旋转器械处于喘振状态或临界喘振状态时，磁轴承控制模块瞬时增大磁轴承功率放大模块的偏置电流，使磁轴承硅钢片B-H磁化曲线为非线性的第二区间，切换为非对称差动的第二控制算法，在放空阀打开前保证回转体转子稳定悬浮，并及时向总控制器反馈，能够准确有效、稳定地达到磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制和保障回转体转子安全工作的稳定性，有效避免巨大冲击而导致转子跌落、受到严重损害，甚至引起叶片飞出而发生机毁人亡的事故现象。

作为一种实施例，本发明所述方法可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用计算机或任何其他类似硬件设备来实现。

本发明所述的方法可以软件程序的形式实施，所述软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，所述软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。

另外，本发明所述方法的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

另外，本发明所述的方法的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本申请的方法和/或技术方案。而调用本发明所述方法的程序指令，可被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。

作为一种实施例，本发明还提供一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述的多个实施例的方法和/或技术方案。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

上述说明示出并描述了本申请的优选实施方式，但如前对象，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文对象构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取磁悬浮旋转器械转子的位移偏差、电流偏差和磁悬浮轴承旋转器械的喘振状态；

根据磁悬浮旋转器械转子的位移偏差、电流偏差和磁悬浮轴承旋转器械的喘振状态，自动切换磁轴承的控制算法；所述磁轴承的控制算法包括第一控制算法和第二控制算法，根据磁轴承的B-H磁化曲线将磁感应强度区间分为呈线性变化的第一区间和呈非线性变化的第二区间；具体地，当判断磁悬浮旋转器械转子的位移偏差和电流偏差在连续多个采样周期内未超过预设偏差范围，或磁悬浮轴承旋转器械未处于喘振状态时，则选择所述磁感应强度区间为呈线性变化的第一区间，切换使用第一控制算法，否则，所述磁感应强度区间位于呈非线性变化的第二区间，切换使用第二控制算法；

基于磁轴承的控制算法，调节磁轴承励磁线圈中的偏置电流，进而控制磁轴承磁力的大小；

所述第一控制算法为线性差动控制，所述第二控制算法为非线性差动控制，在非线性差动控制的第二控制算法时，当旋转器械转子调整到安全工作区域后，及时降低电流，切换为线性差动控制的第一控制算法。

2.如权利要求1所述的一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制方法，其特征在于，所述获取旋转器械转子的位移偏差，包括：

当旋转器械转子工作点发生偏移时，采样t时间内的位移信号与预设位移的差值，并计算其均值以避免干扰导致的误判，具体可采集t时间内的位移信号与预设位移差值的平均值x=(x(1)+…+x(i))/i，其中，x(i)为第i次采样差值，i是采样次数。

3.如权利要求1所述的基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制方法，其特征在于，

当选择所述第一区间为磁感应强度B∈（0,1.2T）时，对称排布的磁轴承的电流呈对称变化，电流总和为定值，切换采用呈线性差动控制的第一控制算法；

当选择所述第二区间为磁感应强度B∈（1.2T，1.4T）时，对称排布的磁轴承因线性段斜率的不同，变化相同磁力时电流变化的系数不同，电流总和不为定值，切换采用呈非线性差动控制的第二控制算法。

4.一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制系统，其特征在于，用于执行任一权利要求1-3所述的防喘振控制方法；

所述系统包括总控制器、与所述总控制器连接的磁轴承控制模块和与所述磁轴承控制模块连接的磁轴承功率放大模块。

5.如权利要求4所述的一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制系统，其特征在于，所述磁轴承控制模块用于计算输出转子位移偏差和电流偏差，判断是否提高磁轴承瞬时电流并切换磁轴承控制算法，同时向总控制器反馈信号。

6.如权利要求5所述的一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制系统，其特征在于，所述磁轴承控制模块向总控制器反馈信号的逻辑为：当磁轴承控制模块根据转子位移偏差和电流偏差，判断是否超过预设偏差范围，若未超过预设偏差范围，则只输出位移偏差和电流偏差，并保存在总控制器的闪存中；若连续在数个采样周期内超过预设偏差范围，则向所述总控制器输出电流偏差、位移偏差的同时，输出停机信号。

7.如权利要求4所述的一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制系统，其特征在于，所述系统还包括磁轴承用位移传感器和电流传感器，用于获得径向位移值、轴向位移值、径向电流值、轴向电流值，并传给总控制器。

8.如权利要求4所述的一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制系统，其特征在于，所述磁轴承功率放大模块，用于为磁轴承提供偏置电流，并配合磁轴承控制模块输出控制电流。

9.如权利要求4所述的一种基于磁悬浮轴承旋转器械的防喘振控制系统，其特征在于，所述系统还包括用于获取进、出口压力的压力传感器、用于获取风机流量的流量传感器和用于获取进、出口温度的温度传感器。

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