浙江大学学报(工学版)
浙江大學學報(工學版)
절강대학학보(공학판)
JOURNAL OF ZHEJIANG UNIVERSITY(ENGINEERING SCIENCE)
2015年
4期
732-739
,共8页
自传感主动电磁轴承%希尔伯特变换%位移估计
自傳感主動電磁軸承%希爾伯特變換%位移估計
자전감주동전자축승%희이백특변환%위이고계
self-sensing active magnetic bearing%Hilbert transform%position estimation
针对以往自传感主动电磁轴承系统中存在的位移解调器精度不足、存在相位滞后等问题,提出利用希尔伯特变换的转子位移估计策略。相比以往方法,使用希尔伯特变换对电流纹波基频分量幅值的提取更精确,相位延迟更小。针对自传感电磁轴承系统需要多路信号实时处理的特点,利用现场可编程门阵列(FPGA)并行运算的特性保证了各自由度位移估计信号的时序同步,搭配浮点运算功能强大的数字信号处理器(DSP)实现了自传感电磁轴承系统的反馈控制器。在4自由度径向电磁轴承刚性转子系统平台上进行实验验证。实验结果表明,FPGA模块提取的转子位置估计信号具有良好的线性度和实时性,实现了4自由度径向电磁轴承在转速为0~2000 r/min时的自传感稳定运行。
針對以往自傳感主動電磁軸承繫統中存在的位移解調器精度不足、存在相位滯後等問題,提齣利用希爾伯特變換的轉子位移估計策略。相比以往方法,使用希爾伯特變換對電流紋波基頻分量幅值的提取更精確,相位延遲更小。針對自傳感電磁軸承繫統需要多路信號實時處理的特點,利用現場可編程門陣列(FPGA)併行運算的特性保證瞭各自由度位移估計信號的時序同步,搭配浮點運算功能彊大的數字信號處理器(DSP)實現瞭自傳感電磁軸承繫統的反饋控製器。在4自由度徑嚮電磁軸承剛性轉子繫統平檯上進行實驗驗證。實驗結果錶明,FPGA模塊提取的轉子位置估計信號具有良好的線性度和實時性,實現瞭4自由度徑嚮電磁軸承在轉速為0~2000 r/min時的自傳感穩定運行。
침대이왕자전감주동전자축승계통중존재적위이해조기정도불족、존재상위체후등문제,제출이용희이백특변환적전자위이고계책략。상비이왕방법,사용희이백특변환대전류문파기빈분량폭치적제취경정학,상위연지경소。침대자전감전자축승계통수요다로신호실시처리적특점,이용현장가편정문진렬(FPGA)병행운산적특성보증료각자유도위이고계신호적시서동보,탑배부점운산공능강대적수자신호처리기(DSP)실현료자전감전자축승계통적반궤공제기。재4자유도경향전자축승강성전자계통평태상진행실험험증。실험결과표명,FPGA모괴제취적전자위치고계신호구유량호적선성도화실시성,실현료4자유도경향전자축승재전속위0~2000 r/min시적자전감은정운행。
A position estimation algorithm using Hilbert transform was proposed according to the accuracy and phase delay problem of the rotor position signal demodulator in former self‐sensing active magnetic bearings .Comparing with former methods ,the amplitude demodulation of the fundamental current ripple through the Hilbert transform contributes to better accuracy and less phase delay .The parallel processing field‐programmable gate array (FPGA) was used to establish the rotor position estimator considering the requirement of multichannel real‐time digital signal processing in self‐sensing AMB system .The digital signal processor (DSP) was served as the position feedback controller of the system .The experiment was conducted on a four‐DOF rigid rotor radial AMB platform ,which showed that the estimated rotor position signal extracted by the FPGA module performed well both in linearity and real‐time property .The stable operation of the four‐DOF radial AMB within rotor speed range of 0‐2 000 r/min was achieved .