磁懸浮軸承系統(tǒng)的控制方法、控制裝置及空調(diào)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于磁懸浮軸承技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及磁懸浮軸承系統(tǒng)的控制方法、控制裝 置及空調(diào)。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁懸浮軸承系統(tǒng)是一種新型軸承系統(tǒng)，在其運(yùn)行過程中，利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸 浮于空中，使轉(zhuǎn)子與定子之間沒有機(jī)械接觸，具有磨損小、能耗低、噪音小的優(yōu)點(diǎn)。目前磁懸 浮軸承系統(tǒng)多應(yīng)用于壓縮機(jī)，也就是磁懸浮壓縮機(jī)。在磁懸浮軸承系統(tǒng)運(yùn)行過程中，其轉(zhuǎn)子 的質(zhì)量偏必會(huì)引發(fā)振動(dòng)，從而影響轉(zhuǎn)子的懸浮精度和穩(wěn)定性。其中，懸浮精度表征了轉(zhuǎn)子偏 離中必位置的位移量。
[0003] 如何對(duì)磁懸浮軸承系統(tǒng)的運(yùn)行過程進(jìn)行控制，W便提高其懸浮精度和穩(wěn)定性，是 本領(lǐng)域技術(shù)人員所面臨的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供磁懸浮軸承系統(tǒng)的控制方法及控制裝置，W實(shí) 現(xiàn)對(duì)磁懸浮軸承系統(tǒng)的控制，提高轉(zhuǎn)子的懸浮精度和穩(wěn)定性。另外，本發(fā)明還公開一種空 調(diào)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明公開了一種磁懸浮軸承系統(tǒng)的控制方法，所述控制方法包括：
[0007] 獲取所述磁懸浮軸承系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)；
[0008] 確定所述位移信號(hào)中與轉(zhuǎn)速同頻的正弦分量；
[0009] 利用補(bǔ)償信號(hào)對(duì)所述位移信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，所述補(bǔ)償信號(hào)為所述正弦分量與最優(yōu)潤(rùn) 動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)的乘積；
[0010] 基于當(dāng)前經(jīng)過補(bǔ)償后的位移信號(hào)生成控制信號(hào)，W控制功率放大器調(diào)整流經(jīng)所述 磁懸浮軸承中軸承線圈的勵(lì)磁電流。
[0011] 優(yōu)選的，潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)的初始值為0或1，確定最優(yōu)潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)的操 作，包括：
[0012] 確定基于當(dāng)前的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償后所述轉(zhuǎn)子的懸浮精度；
[0013] 判斷當(dāng)前獲取到的所述轉(zhuǎn)子的懸浮精度是否高于前一周期內(nèi)獲取到的所述轉(zhuǎn)子 的懸浮精度；
[0014] 若是，則利用第一步長(zhǎng)沿預(yù)設(shè)方向調(diào)整潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)，返回執(zhí)行確定基于當(dāng) 前的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償后所述轉(zhuǎn)子的懸浮精度的步驟；
[0015] 若否，則將前一周期內(nèi)使用的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)確定為最優(yōu)潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)。
[0016] 優(yōu)選的，所述第一步長(zhǎng)位于0.OOl至0.Ol之間。
[0017] 優(yōu)選的，潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)的初始值為大于0且小于1的第一數(shù)值，確定最優(yōu)潤(rùn)動(dòng) 分離加權(quán)系數(shù)的操作，包括：
[0018] 確定基于當(dāng)前的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償后所述轉(zhuǎn)子的懸浮精度；
[0019] 判斷當(dāng)前獲取到的所述轉(zhuǎn)子的懸浮精度是否高于前一周期內(nèi)獲取到的所述轉(zhuǎn)子 的懸浮精度；
[0020] 若是，則利用第二步長(zhǎng)沿第一方向調(diào)整潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)，返回執(zhí)行確定基于當(dāng) 前的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償后所述轉(zhuǎn)子的懸浮精度的步驟；
[0021] 若否，則將前一周期內(nèi)使用的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)確定為第一潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)， 將所述潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)調(diào)整至第二數(shù)值，所述第二數(shù)值位于所述第一數(shù)值的第二方向 上，判斷基于第二數(shù)值的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償后所述轉(zhuǎn)子的懸浮精度是否低于基于 所述第一潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償后的懸浮精度，若是，則確定所述第一潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán) 系數(shù)為最優(yōu)潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)，否則，利用第H步長(zhǎng)沿所述第二方向調(diào)整所述潤(rùn)動(dòng)分離加 權(quán)系數(shù)，直至基于調(diào)整后的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償后所述轉(zhuǎn)子的懸浮精度低于前一周 期內(nèi)的懸浮精度，將前一周期內(nèi)使用的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)確定為最優(yōu)潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)。
[0022] 優(yōu)選的，所述第二步長(zhǎng)和所述第H步長(zhǎng)位于0.OOl至0.Ol之間。
[0023] 本發(fā)明還公開一種磁懸浮軸承系統(tǒng)的控制裝置，包括：
[0024] 位移信號(hào)獲取單元，用于獲取所述磁懸浮軸承系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)；
[0025] 正弦分量確定單元，用于確定所述位移信號(hào)獲取單元獲取到的位移信號(hào)中與轉(zhuǎn)速 同頻的正弦分量；
[0026] 補(bǔ)償單元，用于利用補(bǔ)償信號(hào)對(duì)所述位移信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，所述補(bǔ)償信號(hào)為所述正 弦分量與最優(yōu)潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)的乘積；
[0027] 控制單元，用于基于當(dāng)前經(jīng)過補(bǔ)償后的位移信號(hào)生成控制信號(hào)，W控制功率放大 器調(diào)整流經(jīng)所述磁懸浮軸承中軸承線圈的勵(lì)磁電流；
[0028] 加權(quán)系數(shù)確定單元，用于確定最優(yōu)潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)。
[0029] 優(yōu)選的，潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)的初始值為0或1，所述加權(quán)系數(shù)確定單元包括：
[0030] 懸浮精度確定模塊，用于確定基于當(dāng)前的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償后所述轉(zhuǎn)子 的懸浮精度；
[0031] 第一判斷模塊，用于判斷當(dāng)前獲取到的所述轉(zhuǎn)子的懸浮精度是否高于前一周期內(nèi) 獲取到的所述轉(zhuǎn)子的懸浮精度；
[0032] 第一處理模塊，用于在所述第一判斷模塊的判斷結(jié)果為是的情況下，利用第一步 長(zhǎng)沿預(yù)設(shè)方向調(diào)整潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)，之后觸發(fā)所述懸浮精度確定模塊；
[0033] 第二處理模塊，用于在所述第一判斷模塊的判斷結(jié)果為否的情況下，將前一周期 內(nèi)使用的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)確定為最優(yōu)潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)。
[0034] 優(yōu)選的，潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)的初始值為大于0且小于1的第一數(shù)值，所述加權(quán)系數(shù) 確定單元包括：
[0035] 懸浮精度確定模塊，用于確定基于當(dāng)前的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償后所述轉(zhuǎn)子 的懸浮精度；
[0036] 第一判斷模塊，用于判斷當(dāng)前獲取到的所述轉(zhuǎn)子的懸浮精度是否高于前一周期內(nèi) 獲取到的所述轉(zhuǎn)子的懸浮精度；
[0037] 第H處理模塊，用于在所述第一判斷模塊的判斷結(jié)果為是的情況下，利用第二步 長(zhǎng)沿第一方向調(diào)整潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)，之后觸發(fā)所述懸浮精度確定模塊；
[0038] 第四處理模塊，用于在所述第一判斷模塊的判斷結(jié)果為否的情況下，將前一周期 內(nèi)使用的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)確定為第一潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)，將潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)調(diào)整至 第二數(shù)值，所述第二數(shù)值位于所述第一數(shù)值的第二方向上，之后觸發(fā)所述懸浮精度確定模 塊；
[0039]第二判斷模塊，用于判斷基于第二數(shù)值的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償后所述轉(zhuǎn)子 的懸浮精度是否低于基于所述第一潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償后的懸浮精度；
[0040] 第五處理模塊，用于在所述第二判斷模塊的判斷結(jié)果為是的情況下，確定所述第 一潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)為最優(yōu)潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)；
[0041] 第六處理模塊，用于在所述第二判斷模塊的判斷結(jié)果為否的情況下，利用第H步 長(zhǎng)沿所述第二方向調(diào)整所述潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)，直至基于調(diào)整后的潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)進(jìn)行 補(bǔ)償后所述轉(zhuǎn)子的懸浮精度低于前一周期內(nèi)的懸浮精度，將前一周期內(nèi)使用的潤(rùn)動(dòng)分離加 權(quán)系數(shù)確定為最優(yōu)潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)。
[0042] 本發(fā)明還公開一種空調(diào)，包括磁懸浮壓縮機(jī)，所述磁懸浮壓縮機(jī)包括磁懸浮軸承 系統(tǒng)，所述磁懸浮軸承系統(tǒng)包括：磁懸浮軸承、轉(zhuǎn)子、功率放大器、位移檢測(cè)裝置和上述任意 一種控制裝置。
[0043] 由此可見，本發(fā)明的有益效果為；本發(fā)明公開的磁懸浮軸承系統(tǒng)的控制方法和控 制裝置，在獲取到轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)后，確定當(dāng)前的位移信號(hào)中與轉(zhuǎn)速同頻的正弦分量，將該 正弦分量與最優(yōu)潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)的乘積作為補(bǔ)償信號(hào)，對(duì)當(dāng)前的位移信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，W 減小甚至抵消位移信號(hào)中的周期性干擾信號(hào)，從而減小控制信號(hào)的波動(dòng)成分，提高轉(zhuǎn)子的 懸浮精度和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0044]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù) 送些附圖獲得其他的附圖。
[0045] 圖1為本發(fā)明公開的磁懸浮軸承系統(tǒng)的一種控制方法的流程圖；
[0046] 圖2為本發(fā)明中確定最優(yōu)潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)的一種方法的流程圖；
[0047]圖3為本發(fā)明中確定最優(yōu)潤(rùn)動(dòng)分離加權(quán)系數(shù)的另一種方法的流程圖；
[0048] 圖4為采用變步長(zhǎng)LMS方法確定位移信號(hào)中與轉(zhuǎn)速同頻的正弦分量的原理框圖；
[0049] 圖5為本發(fā)明公開的磁懸浮軸承系統(tǒng)的控制過程的原理框圖；
[0050] 圖6為基于本發(fā)明公開的控制方法對(duì)磁懸浮軸承系統(tǒng)施加控制后與現(xiàn)有控制方 法的效果對(duì)比圖；
[0051] 圖7為本發(fā)明公開的磁懸浮軸承系統(tǒng)的一種控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖8為本發(fā)明中加權(quán)系數(shù)確定單元的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053] 圖9為本發(fā)明中加權(quán)系數(shù)確定單元的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054]為使本發(fā)明實(shí)施例的