浙江大学苏芮获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利一种适用于磁悬浮泵低转速下的转速控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118088463B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410148942.8,技术领域涉及:F04D15/00;该发明授权一种适用于磁悬浮泵低转速下的转速控制方法是由苏芮;李敏;胡亮;申英男;阮晓东;付新设计研发完成,并于2024-02-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种适用于磁悬浮泵低转速下的转速控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种适用于磁悬浮泵低转速下的转速控制方法。本发明在谐振控制器基础上,将谐振频率点和谐振增益分别进行自适应控制,并引入补偿相位角实现了自适应的谐振控制,补偿了系统延迟进而提高系统稳定性,通过对转子实际转速的持续控制进而将转子实际转速维持在目标转速。本发明从测量精度和控制方式两方面分别对磁悬浮泵低速时的旋转性能进行了相应提升,通过EKF滤波提高了传感器测量值的精度,通过自适应PIR控制器有效减小了转速的周期性波动,两者结合从而综合优化磁悬浮泵低速下的旋转特性。
本发明授权一种适用于磁悬浮泵低转速下的转速控制方法在权利要求书中公布了:1.一种适用于磁悬浮泵低转速下的转速控制方法,其特征在于:方法包括以下步骤: 1磁悬浮泵启动后,通过传感器测量磁悬浮泵中转子的角度和转速以及流经磁悬浮泵驱动绕组a、b相的电流值后,将转子的角度和转速分别转换为电角度和电转速,根据扩展卡尔曼滤波算法对电角度、电转速和a、b相的电流值进行修正得到修正后的电角度、电转速和a、b相的电流值; 2利用修正后的电角度通过Park变换将修正后的a、b相的电流值转换为转子的驱动d、q轴的实际电流值,将修正后的电转速转换为机械转速后作为转子的实际转速; 3利用转子的目标转速、实际转速、驱动d、q轴的实际电流值和目标电流值,通过多个自适应PIR控制器分别得到转子的驱动d轴的目标电压和驱动q轴的目标电压; 所述步骤3具体为:设定转子的目标转速,将转子的目标转速和实际转速作差后,将差值和转子的实际转速输入到第一PIR控制器中,得到转子的驱动q轴的目标电流值;设定转子的驱动d轴的目标电流值为0,将转子的驱动d轴的实际电流值和目标电流值作差,将差值和转子的实际转速输入到第二PIR控制器得到转子的驱动d轴的目标电压,同时将转子的驱动q轴的实际电流值和目标电流值作差,将差值和转子的实际转速输入到第三PIR控制器得到转子的驱动q轴的目标电压; 所述的第一、第二和第三PIR控制器均为自适应PIR控制器; 所述的将差值和转子的实际转速输入到第一PIR控制器中具体为:将转子的目标转速和实际转速的差值以及转子的实际转速同时通过第一PIR控制器中的比例、积分和谐振控制环节,输出得到转子的驱动q轴的目标电流值; 所述自适应PIR控制器是在谐振控制器基础上,对谐振频率点和谐振增益分别进行自适应控制并引入补偿相位角由将自适应谐振控制器和PI控制器并联后得到; 4将转子的驱动d轴的目标电压、驱动q轴的目标电压以及修正后的电角度通过反Park变换转换为a、b相的电压值,进而通过数模转换器和直流功率放大器驱动并控制磁悬浮泵的转子旋转; 5重复步骤1~4,通过对转子实际转速的持续控制进而将转子的实际转速维持在目标转速; 所述自适应PIR控制器的传递函数Gs设置如下: 其中,Kr0为初始增益系数,c为控制系数,ωC为自适应PIR控制器的带宽,s为拉普拉斯算子;Kp为比例系数,Ki为积分系数,ωm为转子的实际转速,为补偿相位角; 所述补偿相位角根据转子的实际转速确定,当转子的实际转速小于等于300rpm时,补偿相位角等于0度;当转子的实际转速大于300rpm且小于等于500rpm时,补偿相位角等于20度;当转子的实际转速大于500rpm时,补偿相位角等于30度。
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