一种磁悬浮分子泵的神经网络控制系统及方法技术方案

一种磁悬浮分子泵的神经网络控制系统及控制方法，包括数据采集存储单元和调整控制单元，所述数据采集存储单元采集和存储各预定安装位置的安装角α和旋转角β、转子位置偏差Ｅ、转子位置偏差变化率ＥＣ，以及使分子泵稳定运行的径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流和ＰＩＤ控制参数；所述调整控制单元根据数据采集存储单元获得的参数训练神经网络模型，当磁悬浮分子泵任意位置安装时，将测量计算得到的当前α、β、Ｅ、ＥＣ输入训练好的神经网络模型，通过神经网络的控制方法得到此时磁悬浮分子泵的径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流和磁轴承ＰＩＤ控制参数，实现了分子泵安装在任意位置均能稳定工作，适用于解决磁悬浮分子泵任意位置安装的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种磁悬浮分子泵的神经网络控制系统，其特征在于：包括数据采集存储单元和调整控制单元；所述数据采集存储单元获取调试过程中分子泵安装于各个预定位置时的安装角α和旋转角β，转子位置偏差Ｅ、转子位置偏差变化率ＥＣ，以及通过实验得到的各预定安装位置处能使分子泵稳定运行的径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流和磁轴承ＰＩＤ控制参数，包括：转子位置采集模块：通过测量和计算得到所述分子泵转子安装在所述预定安装位置后运行时的转子位置偏差Ｅ、转子位置偏差变化率ＥＣ，所述转子位置偏差Ｅ等于当前位移与平衡位置之差，转子位移偏差变化率ＥＣ等于前后两次转子位置偏差Ｅ之差；参数调整模块：经过调整获得磁悬浮分子泵稳定工作时的径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流和磁轴承ＰＩＤ控制参数；参数记录模块：记录并存储磁悬浮分子泵在各预定安装位置时的安装角α、旋转角β、转子位置偏差Ｅ、转子位置偏差变化率ＥＣ、径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流和磁轴承ＰＩＤ控制参数；所述调整控制单元获得当前分子泵安装位置并实现实时控制，包括：角度估算模块：利用径向磁轴承静态工作电流和轴向磁轴承静态工作电流，估算当前分子泵的安装角α和旋转角β；转子位置测量模块：测量当前的转子位置偏差Ｅ、转子位置偏差变化率ＥＣ，所述转子位置偏差Ｅ等于当前位移与平衡位置之差，转子位置偏差变化率ＥＣ等于前后两次位移偏差Ｅ之差；神经网络控制模块：包括神经网络训练单元：其中设置有神经网络模型，以所述参数记录模块中的参数即安装角α、旋转角β、转子位置偏差Ｅ和转子位置偏差变化率ＥＣ为所述神经网络模型的输入变量，以径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流和磁轴承ＰＩＤ控制参数为所述神经网络模型的输出变量，利用试验获得的记录在所述参数记录模块中的多组数据来训练所述神经网络，得到训练好的神经网络模型；神经网络实时控制单元：将当前时刻所述角度估算模块中得到的安装角α、旋转角β、所述转子位置测量模块得到的所述转子位置偏差Ｅ、转子位置偏差变化率ＥＣ作为输入变量输入训练好的神经网络模型，所述神经网络模型的输出为此时磁悬浮分子泵的径向磁轴承偏置电流值、轴向磁轴承偏置电流值以及磁轴承ＰＩＤ控制参数值；数据导入模块：将所述径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流以及磁轴承ＰＩＤ控制参数更新为所述神经网络实时控制单元得到的相应数值；其中，以水平向右的方向为ｘ轴正方向，垂直地面向上的方向为ｙ轴正方向，建立直角坐标系；以磁悬浮分子泵转子轴线相对于直角坐标系ｙ轴正方向逆时针旋转角度为磁悬浮分子泵的安装角α；以径向磁轴承定子的磁极对１产生的磁力与径向磁轴承定子各磁极的合力的夹角为磁悬浮分子泵旋转角β。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，张小章，李奇志，邹蒙，武涵，
申请(专利权)人：清华大学，北京中科科仪技术发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11