容错控制下电磁轴承磁极故障磁场解析
2021-11-13王佳良蒋科坚朱芳甫
电子科技 2021年11期
王佳良,蒋科坚,朱芳甫
(浙江理工大学 信息学院,浙江 杭州 310018)
主动电磁轴承(Active Magnetic Bearing,AMB)无需润滑,无摩擦损耗且具有高转速,满足高速转子的性能要求,可被用于轴承的高端应用中。在容错控制下,当电磁轴承磁极出现故障时,提高转子的悬浮性能是目前电磁轴承的主要研究方向之一。
传统的8极径向差动控制电磁轴承大多使用异极型支承结构,即沿着圆周以NNSS拓扑结构排列。其也有一部分使用同极型支承结构,沿圆周只有N或S极,每一个磁极对沿轴向分布。这两种支承结构都采用相邻的两个磁极单独形成一个磁极对的拓扑结构[1-4]。文献[5]提出了广义偏流线性化理论,可使任意拓扑结构磁轴承的电磁力转化成电流的线性函数,为容错控制提供了理论基础。国内外学者对传感器[6-8]、控制器[9-10]、执行器[11-17]等容错控制方面进行了深入研究。文献[6]对磁悬浮轴承的位移传感器故障类型进行了分类, 提出了位移传感器的冗余布置方法。文献[7]提出了一种基于自适应滤波的传感器故障诊断方法。文献[8]提出通过观察输出信号的幅值判断传感器短路及断路故障方法。文献[9]针对控制器不同的故障类型,研究了相应的故障诊断与处理方法。文献[10]提出一种基于ARM+DSP架构的双核处理器来满足多自由度磁悬浮的故障诊断与实时控制。文献[11]采用拉格朗日乘数法计算出永磁体电磁轴承的电流分配矩阵。文献[12]根据强耦合结构电磁轴承提出了坐标变换法的执行器容错控制方法,减少了电流分配矩阵的数量。……
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