基于同步离散电流估计的磁轴承自传感方法与试验

来源：农业工程学报杂志2020年第9期北京时间：

作者：胡雄心,胥芳,谭大鹏,

摘要：针对自传感磁轴承的滤波法幅度解调模型结构复杂导致相移过大的问题，提出一种基于Cosine纹波的同步离散电流估计自传感方法。建立了磁轴承磁阻模型，得到了磁轴承开关工作电流与位移之间的关联变化规律。与以往的采样电流相比较，同步离散电流是同步于PWM周期并定点离散于其Cosine纹波函数为0处的采样电流，并建立了同步离散电流估计器（Synchronous-Sampling-based Discrete Current Estimator，SS-DCE）数学模型；该模型可消除主动磁轴承自传感路径中的滤波器，简化估计算法复杂度，从而使得历经估计器的相移减小。数值仿真结果表明：SS-DCE自传感算法在50～250 μm量程范围内估计误差小于2.72%；在特征频率处幅值增益为2 dB，相位滞后为-22°，为系统稳定运行提供了158°相位裕度。搭建了自传感磁轴承实验平台，验证了SS-DCE的位移估计最大估计误差为5.06 μm，对应的估计精度为2.53%，并获得较好的激励响应的跟随特性，研究结果为小相移的自传感磁轴承和高速运行的磁轴承设计提供参考。

关键词：自传感, 模型, SS-DCE, 主动磁轴承, 同步采样