实施方案
[0020] 如图1所示，径向六级主动磁轴承1包括转子11、径向控制线圈12和径向定子13，转子11的中心置于径向定子13的几何中心，每个径向定子13沿圆周方向均匀分布六个磁极，定子片上的磁极沿轴向对齐。径向控制线圈12分别缠绕在磁极上，分为A、B、C三组，每组四个线圈串联，采用星型连接，通以三相径向控制电流ia、ib、ic。
[0021] 如图2所示，本发明所述的一种径向六极主动磁轴承的改进无模型控制系统与径向六极主动磁轴承1相连，是一个闭环控制系统。所述的改进无模型控制系统包括依次串联的径向力电流变换模块5、Clark逆变换6和电压源逆变器7，电压源逆变器7的输出端连接径向六极主动磁轴承1的输入端。径向六极主动磁轴承1的输出端分别连接第一个改进泛模型8、第二个改进泛模型9以及径向方向位移传感器2。
[0022] 径向六极主动磁轴承1输出的是t时刻转子在x，y方向的径向位移x(t)，y(t)，径向位移x(t)，y(t)作为径向方向位移传感器2的第一个和第二输入量，同时，x方向的径向位移x(t)作为第一个改进泛模型8的第一个输入量，y方向的径向位移y(t)作为第二个改进泛模型9的第一个输入量。第一个改进泛模型8输出的是x方向t时刻泛模型位移X(t)信号，第二个改进泛模型9输出的是y方向t时刻泛模型位移Y(t)信号。第一个改进泛模型8和第二个改进泛模型9的输出端均连接于径向方向位移传感器2的输入端，泛模型位移X(t)，Y(t)信号作为径向方向位移传感器2的第三个和第四个输入量。径向方向位移传感器2的输出端连接上位机运算模块21，径向方向位移传感器2将检测到的四个位移x(t)，y(t)，X(t)，Y(t)输出至上位机运算模块21中，经上位机运算模块21运算后输出的是x，y方向的检测位移x′(t)，y′(t)信号。
[0023] 将x，y方向的检测位移x′(t)，y′(t)与x，y方向的参考位移信号x*、y*对应地进行比较，得到对应的位移偏差值Δu(t)，Δu′(t)。其中，x方向的位移偏差值Δu(t)作为第一个改进泛模型8的第二个输入量，y方向的位移偏差值Δu′(t)作为第二个改进泛模型9的第二个输入量。其中，x方向的位移偏差值Δu(t)同时作为第一个改进无模型控制器3的输入变量，第一个改进无模型控制器3输出的是x方向径向悬浮力Fx(t)。y方向的位移偏差值Δu′(t)作为第二个改进无模型控制器4的输入变量，第二个改进无模型控制器4输出为y方向径向悬浮力Fy(t)。第一个改进无模型控制器3和第二个改进无模型控制器4的输出端均连接所述的径向力电流变换模块5，经径向力电流变换模块5变换为到径向控制参考电流* *径向控制参考电流ix ，iy 经Clark逆变换模块6变换为三相电流期望值
电压源逆变器7跟踪三相电流期望值 输出径向六极主动磁轴承1的
径向控制电流ia、ib、ic，以此控制径向六极主动磁轴承1。可由Clark逆变换模块6、电压源逆变器7与径向六极主动磁轴承1共同构成复合被控对象。
[0024] 径向六极六极主动磁轴承1输出t时刻转子在x，y方向的径向位移x(t)，y(t)到对应的第一改进泛模型8和第一改进泛模型9中，第一改进泛模型8利用已存储的t‑1时刻的x方向的位移偏差Δu(t‑1)和接收到的径向位移x(t)计算得到泛模型位移X(t)，同时，第二改进泛模型9利用已存储的t‑1时刻的y方向的位移偏差Δu′(t‑1)和接收到的径向位移y(t)计算得到泛模型位移Y(t)，计算公式如下：
[0025]
[0026] 式中，0＜p≤1表示小于等于1的正的随机数，0.1≤η≤1表示步长序列，0.1≤μ≤1为权重因子。
[0027] 标准的泛模型计算公式是：
[0028]
[0029] 由公式(5)和(6)可以看出，本发明中的改进的泛模型加入了新的参数p，p为小于等于1的正的随机数，增加了随机性，在一定范围内抵消坏数据的影响，提高了泛模型的输出精度。
[0030] 同时，径向方向位移传感器2接收到径向六极六极主动磁轴承1输出t时刻转子在x，y方向的径向位移x(t)，y(t)以及第一改进泛模型8和第一改进泛模型9输出的泛模型位移X(t)，Y(t)，向上位机运算模块21传送，上位机运算模块21计算得到检测位移x′(t)，y′(t)，计算公式如下：
[0031] x′(t)＝0.5×[X(t)+x(t)] (3)
[0032] y′(t)＝0.5×[Y(t)+y(t)] (4)
[0033] 上位机运算模块21输出检测位移x′(t)，y′(t)，检测位移x′(t)，y′(t)与给定的参* *考位移x、y进行相减运算，得到转子位移偏差Δu(t)，Δu′(t)，转子位移偏差Δu(t)，Δu′(t)分别传递给第一个改进无模型控制器3和第二个改进无模型控制器4中。第一个改进无模型控制器3和第二个改进无模型控制器4同时利用已存储的t‑1时刻径向悬浮力Fx(t‑1)，Fy(t‑1)计算得到时刻径向悬浮力Fx(t)，Fy(t)，计算过程如下：
[0034] 先求得中间量 和
[0035]
[0036] 然后利用转子位移偏差Δu(t)、Δu′(t)，中间量 和已存储的t‑1时刻径向悬浮力Fx(t‑1)，Fy(t‑1)，通过以下公式计算得到t时刻的径向悬浮力Fx(t)，Fy(t)。：
[0037]
[0038] 其中0＜p≤1表示小于等于1的正的随机数，0.1≤η≤1、0.1≤ρ≤2表示步长序列；0.1≤μ≤1、0.1≤λ≤2为权重因子。
[0039] 第一个改进无模型控制器3和第二个改进无模型控制器4将径向悬浮力Fx(t)，Fy*(t)传递给径向力电流变换模块5，经径向力电流变换模块5变换为径向控制参考电流ix ，*
iy。再经Clark逆变换模块6变换为三相电流期望值 由电压源逆变器7输出径向六极主动磁轴承1的径向控制电流ia、ib、ic，以此来调节转子位移，实现径向六极主动磁轴承1的实时控制。
