磁軸承開關(guān)功率放大器控制策略研究.pdf

1、為提高開關(guān)功放的集成度從而降低磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的成本和功耗，本文研究了五相六橋臂開關(guān)功放及其控制策略，該拓?fù)淇梢詫崿F(xiàn)磁懸浮軸承五自由度懸浮，節(jié)省了開關(guān)功放系統(tǒng)開關(guān)管的數(shù)量以及數(shù)字控制IO接口。對磁懸浮系統(tǒng)而言，電流型開關(guān)功放相對于電壓型開關(guān)功放更容易使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定，因此本文主要研究電流型開關(guān)功放。
　　本文主要研究了一種非線性電流控制策略即最大電流誤差采樣保持控制，該控制方法可以推廣到任意多橋臂開關(guān)功放控制中。最大電流誤差采樣保

2、持控制中，分別對公共橋臂和負(fù)載橋臂進(jìn)行控制，其中公共橋臂采用最大電流誤差控制，負(fù)載橋臂采用采樣保持控制，通過公共橋臂控制策略的改進(jìn)最大程度解決了六橋臂開關(guān)功放五路輸出電流相互干擾的問題。
　　在上述研究基礎(chǔ)上基于五相六橋臂拓?fù)溲芯苛巳N適用于該拓?fù)涞目刂撇呗?，一種線性控制，兩種非線性控制，對比分析了線性控制和非線性控制的優(yōu)缺點(diǎn)。其中線性控制為基于PID控制的節(jié)點(diǎn)電位控制法，非線性控制分別為最大電流誤差滯環(huán)控制，可變占空比采樣保持控

3、制。節(jié)點(diǎn)電位控制法中，通過控制各個橋臂的節(jié)點(diǎn)電位來控制各相輸出電流，此種方法的優(yōu)點(diǎn)在于實現(xiàn)簡單，電流紋波小，缺點(diǎn)在于PID參數(shù)受負(fù)載參數(shù)影響。最大電流誤差滯環(huán)控制在保持公共橋臂最大電流誤差調(diào)節(jié)方案不變的情況下，其余5個橋臂采用兩態(tài)滯環(huán)比較器來調(diào)節(jié)，相比于采樣保持控制省去了D觸發(fā)器，簡化了六橋臂功放的控制，但是負(fù)載橋臂的開關(guān)頻率受母線電壓、電流環(huán)寬、電感等參數(shù)影響?？勺冋伎毡炔蓸颖３挚刂平Y(jié)合了線性控制和非線性控制的優(yōu)點(diǎn)，公共橋臂占空比可以