近日，课题组在磁悬浮轴承控制领域相关工作以“Unbalance compensation based on speed fault-tolerance and fusion strategy for magnetically suspended PMSM”为题目发表于期刊《Mechanical Systems and Signal Processing》。课题组徐园平副教授、周瑾教授为本文的通讯作者，博士研究生姚润晖为本文的第一作者，博士研究生张仁坤、博士后张越分别为本文的第三、四作者，南京航空航天大学为第一单位。

高可靠性的转速估计方法是实现磁悬浮永磁同步电机转子无转速传感器不平衡补偿，进而保障系统稳定运行的重要前提。然而，现有研究鲜少关注转速估计方法的容错能力，难以实现系统在直流偏移量、冲击激励等作用下的运行稳定与可靠性。针对此问题，文章在从磁悬浮轴承振动位移信息与永磁电机无传感器矢量控制系统中获得互不相关且互为冗余的转速信息的基础上，提出了一种磁悬浮永磁电机转速信息容错与融合策略，该策略可以在任一转速估计方法失效时，根据局部卡尔曼滤波器的新息噪声特征对异常转速信息进行自动诊断与快速隔离，以保证输出转速信息的有效性；也可在两种转速估计方法均正常工作时，根据两个转速信息的噪声特性求解最优融合矩阵权重，进而自适应最优融合，提高转速信息的精度。最后，文章在一台磁悬浮涡轮分子泵上对本文提出的方法进行了实验验证，实现了具有转速容错能力的磁悬浮轴承不平衡补偿。

图1 转速信息容错与融合策略原理图

图2 磁悬浮分子泵实验平台

图3 单转速信息源失效下不平衡补偿效果

图4 谐波扰动下转速信息融合效果

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2024.111991

2024_mssp_Yaorunhui.pdf