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申请/专利权人：中国计量科学研究院

摘要：本发明公开了一种磁悬浮转子系统位移传感器自校准方法，涉及位移传感器校准技术领域，包括建立磁悬浮转子系统模型，控制转子在保护轴承上振荡明确位移传感器输出的上下限；建立零外力条件下磁轴承控制电流与转子偏离磁中心位移的模型，并通过该模型计算转子偏离磁中心的位移；通过调整磁悬浮转子系统的参考位移控制转子运动，并通过观测磁轴承线圈电流使转子悬浮至物理位移测量点，记录位移传感器的输出电压；将所述位移传感器的输出电压并与标称电压对比完成校准。本发明所述方法无需拆卸磁悬浮转子系统位移传感器及其相关组件就能够对磁悬浮转子系统位移传感器进行自校准，且不影响磁悬浮转子系统的性能。

主权项：1.一种磁悬浮转子系统位移传感器自校准方法，其特征在于：包括，建立磁悬浮转子系统模型，控制转子在保护轴承上振荡明确位移传感器输出的上下限；建立零外力条件下磁轴承控制电流与转子偏离磁中心位移的模型，并通过该模型计算转子偏离磁中心的位移；通过调整磁悬浮转子系统的参考位移控制转子运动，并通过观测磁轴承线圈电流使转子悬浮至物理位移测量点，记录位移传感器的输出电压；将所述位移传感器的输出电压与标称电压对比完成校准；所述通过调整磁悬浮转子系统的参考位移控制转子运动包括，将参考电流和磁轴承线圈电流偏差作为输入的电流反馈PI控制器，用所述电流反馈PI控制器的输出调整参考位移；根据磁轴承线圈的控制电流和转子偏离磁中心位移的函数关系设定参考电流值；磁悬浮转子系统稳态后，转子将被悬浮至设定的参考电流对应的位移测量点处，完成对所述转子运动控制；建立零外力条件下磁轴承控制电流与转子偏离磁中心位移的模型包括如下步骤，建立典型的纯电磁磁轴承和永磁偏置磁轴承的等效力学模型，表示为： 简化上式后表示为： 其中Fi,δm是作用在转子上的磁轴承力；km为比例系数，I0为等效的偏置电流，δm为转子偏离磁中心的位移，δ0为单边磁间隙，i为磁轴承线圈控制电流，δ0δm，I0i；当磁悬浮转子系统外扰为零时，系统稳态时磁轴承力Fi,δm=0，因此可以获得转子偏离磁中心位移与磁轴承控制电流的关系为： ；所述磁悬浮转子系统模型包括磁悬浮转子、位移传感器、电流传感器、电流反馈PI控制器、功率放大器和位移反馈控制器，所述电流反馈PI控制器的输入为所述参考电流和所述磁轴承线圈电流偏差；调整转子悬浮位移时的控制策略是在磁悬浮转子闭环控制系统的基础上向引入参考电流，设计电流反馈PI控制器，并利用电流反馈PI控制器的计算结果调整系统的参考位移，在参考电流处给定选取的电流值iref，电流反馈PI控制器根据参考电流iref和采样的电流iad的差值计算出控制器输出Ref_PI，并赋值给参考位移xref，闭环磁悬浮转子系统稳态时就会使磁轴承线圈电流稳定至参考电流处，此时转子也会稳定悬浮至该参考电流所对应的位移处，此外，通过设置选择开关switch参数为1时使磁悬浮转子系统进入电流跟随控制策略，此时在完成位移传感器的校准后，设置选择开关switch参数为0时磁悬浮转子系统变为原磁悬浮转子闭环控制系统，磁悬浮转子系统的参考位移xref变为原磁悬浮转子闭环控制系统手动输入的参考位移值Ref_mannual，不影响原磁悬浮转子闭环控制系统的稳定性和控制性能。

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