混合型磁悬浮轴承开关功放的单周期数字控制  被引量:10

An One-cycle Control Digital Control Strategy for Switching Power Amplifiers in Hybrid Magnetic Levitation Bearing Systems

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作  者:刘程子[1] 邓智泉[1] 曹鑫[1] 李克翔[1] 周杰[1] 

机构地区:[1]南京航空航天大学自动化学院,江苏省南京市210016

出  处:《中国电机工程学报》2015年第22期5899-5907,共9页Proceedings of the CSEE

基  金:国家自然科学基金项目(51477074)~~

摘  要:开关功率放大器作为磁悬浮轴承系统的重要组成部分,其性能直接影响了磁悬浮轴承系统的性能。单周控制技术具有电路结构简单、控制精度高、响应速度快等优点;然而,目前开关功放的单周期控制实现方式都是通过模拟电路对电压型开关功放进行控制。这种控制方式存在电感饱和的弊端,对于负载为感性的磁悬浮轴承系统并不适用,因此直接反馈电流的电流型开关功放更为简单实用,更加适用于磁悬浮轴承系统。该文针对电流型全桥开关功放,提出单周期数字控制策略。推导了单极性与双极性工作模式下的单周期数字控制的数学模型,并给出了实现方法。仿真验证了单周期数字控制策略的正确性。最后,制作了实验样机,实验结果验证了所提出数字单周期控制方法的有效性,通过对两种模式控制方式下的实验结果进行对比,分析了两种模式控制策略的特点。The switching power amplifier is an important part of the magnetic levitation bearing system, the performance of which directly affects the characteristics of the system. The one-cycle control(OCC) technique has merits of simple circuit structure, high control precision and fast response speed, which is now implemented by analog circuits for voltage-mode switching power amplifiers. However, the control method is not fit for magnetic levitation bearings with inductive loads because of inductor saturation, thus the current-mode power amplifier with direct current feedback is more suitable. This paper proposes an OCC digital control strategy for the current-mode full-bridge switching power amplifiers. The modes of single polar and bipolar are derived, and the realizations of two OCC digital modes are given. The simulation results validate the rationality and validity of the proposed method. A prototype has been built and tested, and the experimental results validate the effectiveness of the proposed OCC digital control strategy. By comparison between the two modes, the advantages and disadvantages of them are analyzed.

关 键 词:磁悬浮轴承 功率放大器 全桥开关功放 单周期控制 电流控制 

分 类 号:TN722[电子电信—电路与系统]

 

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